Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Курсовой проект - Проектирование кабельной линии связи - файл Курсовая НСЭС Кристина.doc


Курсовой проект - Проектирование кабельной линии связи
скачать (182.5 kb.)

Доступные файлы (1):

Курсовая НСЭС Кристина.doc871kb.03.05.2010 15:22скачать

содержание
Загрузка...

Курсовая НСЭС Кристина.doc

  1   2   3   4
Реклама MarketGid:
Загрузка...
Содержание


Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

1 Исходные данные . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5

2 Выбор трассы кабельной линии связи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

2.1. Основные критерии выбора трассы кабельной линии связи . . . . . . . .

6

3 Выбор конструкции электрического кабеля связи. . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

3.1 Определение конструкции кабеля и способа организации связи . . . . .

8

3.2 Уточнение конструкции коаксиального ЭК реконструируемой линии

8

4 Расчёт параметров передачи кабельных цепей реконструируемой линии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


12

4.1 Общие положения по расчёту параметров передачи кабельных цепей

12

4.2 Расчёт параметров передачи коаксиальных кабелей . . . . . . . . . . . . . .

13

4.2.1 Первичные параметры передачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13

4.2.2 Вторичные параметры передачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15

4.3 Размещение регенерационных пунктов по трассе кабельной линии . .

16

5 Расчёт параметров взаимных влияний между цепями. . . . . . . . . . . . . . . .

18

5.1 Общие положения

18

5.2 Расчёт параметров взаимных влияний между цепями коаксиального кабеля. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


18

6 Защита электрических кабелей связи от влияния внешних электромагнитных полей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


21

6.1 Основные положения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21

6.2. Расчёт опасных магнитных влияний . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21

6.3. Нормы опасного магнитного влияния . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

25

6.4 Расчёт и защита кабелей связи от ударов молнии . . . . . . . . . . . . . . . . .

26

6.5 Расчёт надёжности проектируемой кабельной магистрали . . . . . . . . .

30

7 Проектирование волоконно-оптической линии передачи

32

7.1. Выбор и обоснование ВОСП . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

32

7.2. Выбор и обоснование типа оптического волокна (ОВ) . . . . . . . . . . . .

33

7.3. Выбор и обоснование типа оптического кабеля (ОК) . . . . . . . . . . . . .

34

7.4 Выбор и обоснование схем организации связи . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

36

7.5. Размещение ретрансляторов по трассе магистрали . . . . . . . . . . . . . . .

37

7.6. Обеспечение доступа абонентов к цифровым каналам связи . . . . . . .

39

8 План организации работ по строительству и монтажу проектируемой линии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


42

8.1 Общие положения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

42

8.2 Организация строительно-монтажных работ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

42

Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

45

Список используемой литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

46

Приложение А




Приложение Б




Приложение В





Введение
Наряду с перспективными волоконно-оптическими линиями передачи (ВОЛП) на магистральных и внутризоновых сетях связи Казахстана в настоящее время широко используются симметричные и коаксиальные электрические кабели связи (ЭК), срок службы которых исчисляется десятками лет. Поэтому важной задачей является реконструкция кабельных линий связи, построенных на базе ЭК с целью повышения эффективности использования и замены устаревших аналоговых систем передачи (АСП) на цифровые системы передачи (ЦСП), а также их сочетание с ВОЛП на этапе проектирования и строительства современных сетей связи.

Одним из основных направлений развития Взаимоувязанной сети связи (В) является широкое внедрение ВОЛП с использованием кольцевых структур построения сети и многоканальных телекоммуникационных систем на базе плезиохронной (PDH) и синхронной (SDH) цифровой иерархии. Это требует глубоких теоретических знаний, овладения навыками проектирования, реконструкции, строительства и эксплуатации линейных сооружений связи, являющихся наибо­лее дорогостоящими и трудоемкими элементами сети связи.

При подготовке специалистов многоканальных телекоммуникационных систем важное место занимают вопросы выбора наиболее целесообразных технико-экономических вариантов реконструкции и проектирования линий связи, многофакторный подход к проектированию для получения максимального эффекта при минимуме затрат.

Это наиболее полно реализуется при сопоставлении в процессе проектирования традиционных электрических кабелей и перспективных оптических кабелей связи.

^ 1 Исходные данные
В исходных данных три населенных пункта. Между первыми двумя –существующая линия на базе ЭК, между вторым и третьим – проектируемая ВОЛП.

В процессе курсового проектирования необходимо решить следующие задачи:

  1. В соответствии с исходными данными определить конструкцию и марку ЭКС, используемого в реконструируемой линии, вычертить его поперечный разрез в масштабе с указанием типа и марки ЭК.

  2. Рассчитать параметры передачи ЭКС в диапазоне частот ЦСП, выбранной для реконструкции. Определить длину регенерационного участка (РУ) этой ЦСП на линии.

  3. Определить трассу реконструируемой кабельной линии между заданными населенными пунктами и произвести размещение необслуживаемых (НРП) и обслуживаемых (ОРП) регенерационных пунктов для вновь устанавливаемой ЦСП. При этом необходимо задействовать точки установки усилительных пунктов предыдущей СП на реконструируемой линии.

  4. Рассчитать параметры взаимного влияния в диапазоне частот вновь устанавливаемой ЦСП, принять необходимые меры по обеспечению заданных норм.

  5. В соответствии с индивидуальным заданием рассчитать опасное магнитное влияние ЛЭП на ЭКС, дать рекомендации по повышению эффективности защиты.

  6. В соответствии с индивидуальным заданием оценить грозостойкость реконструируемой линии, дать рекомендации по повышению эффективности гро­зозащиты ЭКС и защиты от коррозии.

  7. Выбрать и обосновать наиболее целесообразный вариант трассы ВОЛП между заданными пунктами, предусмотреть возможность подвески ОКС на отдельных участках трассы с целью снижения затрат на строительство.

  8. Выбрать и обосновать применение схемы организации связи, оптического волокна (ОВ), конструкции ОКС, волоконно-оптической системы передачи (ВОСП), исходя из заданного числа каналов и расстояния между оконечными пунктами. Вычертить поперечный разрез ОК в масштабе с указанием типа и марки кабеля.

  9. Рассчитать длину РУ по энергетическим характеристикам ВОСП, затуханию ОКС и дисперсии.

  10. Произвести размещение НРП и ОРП по трассе ВОЛП.

  11. Рассчитать показатели надежности кабельной магистрали.

  12. Составить план организации работ по строительству ВОЛП и ведомость расхода основных материалов и оборудования при строительстве.


^ 2 Выбор трассы кабельной линии связи
2.1 Основные критерии выбора трассы кабельной линии связи
При проектировании трасса прокладки кабеля определяется расположением оконечных пунктов. Все требования, учитываемые при выборе трассы можно свести к трём следующим: минимальные капитальные затраты на строительство, минимальные эксплуатационные расходы, удобство обслуживания.

Для обеспечения первого требования учитывают протяжённость трассы, количество пересечений рек, шоссейных и железных дорог, возможность приме­нения механизированной прокладки, а так же возможность снижения затрат на защиту линии связи от опасных и мешающих влияний со стороны высоковольтных линий и коррозии. Для обеспечения второго и третьего требований учитывают варианты прохождения трассы, возможность обеспечения хороших жилищно-бытовых условий для обслуживающего персонала.

Для соблюдения указанных требований трасса должна иметь наикратчайшее расстояние между заданными пунктами и наименьшее количество пре­пятствий. За пределами населённых пунктов трассу обычно выбирают в полосе отвода автомобильных дорог. Допускается спрямление трассы кабеля, если про­кладка вдоль автомобильной дороги значительно удлиняет трассу. Причем для ОК допускается подвеска на опорах ЭЖД и ЛЭП. При выборе варианта трассы используется карта местности между заданными пунктами, обычно это атлас автомобильных дорог Республики Казахстан / 1 /. На территории городов кабель прокладывается в телефонную канализацию, причём стремятся к максимальному использованию существующей канализацию и резервных каналов. Ориентировочный объём прокладки кабеля в канализации устанавливается в пределах 3-4 км на каждый город с населением до 500 тыс. жителей, расположенный по трассе. Из общей протяжённости канализации 40-50 % принимается как существующая. От всей протяжённости трассы 5-10 % предусматривается на прокладку кабеля вручную, а остальная часть прокладывается кабелеукладчиком.

Между первым и вторым населенным пунктом производится реконструкция линии, между вторым и третьим – проектирование ВОЛП.

Проектируемый участок: Асса – Тараз – Чу.

К курсовому проекту прилагается ситуационный чертёж трассы рекон-струируемой и проектируемой линии – Приложение 1. Основные показатели сравниваемых вариантов ВОЛП сводятся в таблицу 2.1:


Таблица 2.1 – Основные показатели сравниваемых вариантов ВОЛП

Характеристика

трассы

Единицы

измерения

Количество единиц по вариантам





вариант

№1

вариант

№2

вариант

№3



1. Общая протяжённость трассы:

- вдоль шоссейных дорог;

- вдоль железных дорог

2. Способы прокладки кабеля:

- кабелеукладчиком;

- вручную;

- в канализации;

- подвеска

3. Количество переходов:

- через несудоходные реки:

- через шоссейные дороги;

4. Число обслуживаемых регенерационных пунктов

км
км
пер

пункт



260
260

228

26

5

1


2
2


4



234
234

204,6

23,4

5

1


2
1


4



225
225

196,5

22,5

3

1


1
1


3



3 Выбор конструкции электрического кабеля связи
^ 3.1 Определение конструкции кабеля и способа организации связи
Конструкция ЭК:

СП до реконструкции – К-300.

СП после реконструкции – ИКМ-480х2.

Число каналов после реконструкции – 900.

Типовая ёмкость ЭКС – КК4КП.

Диаметр внутреннего проводника коаксиальной пары – 1,20 мм

Тип изоляции ЭКС – ТП.

Толщина сплошн. из-ции или лент. Корд. Изоляции – параметр отсутствует.

Диаметр корделя – параметр отсутствует.

Материал оболочки ЭКС – Pb.

В КП необходимо определить конструктивные размеры поясной изоляции, оболочки и внешних покровов, наиболее близких по конструкции кабелей, выпускаемых промышленностью. Необходимо учесть, что в грунт прокладывается ЭКС с ленточной броней, под воду – с круглопроволочной броней, в канализацию – без брони.

Примечание: КК – каоксиальный кабель; КП – каоксиальная пара; ТП – трубчатая полиэтиленовая изоляция; Pb – свинец.

При этом способ организации связи по коаксиальному кабелю – однокабельный, т.е. цепи передачи и приёма размещены в одном кабеле. На внутризоновых кабельных линиях связи (ВКЛ), прокладываемых между сетевыми узлами второго класса и соединяющих между собой разные ме-стные сети данной зоны, используется как и на магистральных кабельных линиях связи (МКЛ) четырёхпроводная схема организации связи по одно- или двухкабельной системе связи.

^ 3.2 Уточнение конструкции коаксиального ЭК реконструируемой линии
Расчёт конструкции коаксиального кабеля во многом аналогичен расчёту симметричного кабеля. По заданному значению диаметра внутреннего проводника и изоляции коаксиальной пары (КП) прежде всего определяют внутренний диаметр внешнего проводника, исходя из нормируемого значения волнового сопротивления Zв= 75 Ом:
, Ом (3.1)
где εЭ – значение эквивалентной относительной диэлектрической проницаемости изоляции, определяемое по табл. 4.2 (εЭ=1,22); dдиаметр внутреннего проводника, мм; D – внутренний диаметр внешнего проводника, мм.

Отсюда D определится из выражения:
, мм (3.8)
D=1,20*4,139=4,726 мм

Наружный диаметр КП определяется по формуле:
Dкп = D + 2t , мм (3.9)
Dкп =4,726+2*0,16=5,046 мм
где t толщина внешнего проводника, берётся из справочника для ближайшего по конструкции коаксиального стандартного кабеля(t=0,16).

Диаметр сердечника кабеля, состоящего из четырёх КП одинакового размера, будет равен:
Dкс = 2,41Dкп, мм (3.10)
Dкс = 2,41*5,046=12,161 мм

В кабеле, содержащем четыре одинаковых КП, размещается пять симметричных групп.

В проекте, в результате выполненного расчёта конструкции, приводится чертёж сечения кабеля, выполненный в масштабе с указанием всех элементов конструкции и полной марки кабеля.

^ Малогабаритные коаксиальные кабели 1,2/4,6 предназначены для строительства кабельных магистралей ограниченной протяженности, рокадных линий между магистралями, устройства глу­боких вводов радиорелейных линий и обеспечения областных свя­зей. Достоинством этих кабелей являются простота конструкции, дешевизна и технологичность их изготовления.

Наибольшее применение получил четырехкоаксиальный мало­габаритный кабель. Он может изготавливаться в пластмассовой (МКТП-4), свинцовой (МКТС-4) и алюминиевой (МКТА-4) обо­лочках. Сердечник кабеля во всех случаях идентичный. Диамет­ры кабелей МКТП-4, МКТСБ и МКТАБ-4 соответственно 24, 29, 34 мм, массы 748, 2180 и 1705 кг/км.

На рис. 3.2.1 показан малогабаритный кабель типа МКТП-4. Внутренний проводник этого кабеля — медный диаметром 1,2 мм.
Сечение 4 – коаксиального кабеля


а) внутренний проводник; б) баллонно-полиэтиленовая изо­ляция;

в) внешний проводник; г) экран; д) полиэтилено­А изоляция;

1 — коаксиальная пара 1.2/4,6 мм; 2— симметричная пара;

3 — по­лиэтиленовая оболочка; 4 — поливинилхлоридная оболочка
Рисунок 3.2.1. Малогабаритный коаксиальный кабель МКТП-4
Изоляция — воздушно-полиэтиленовая баллонного типа. Внеш­ний проводник медный с продольным швом толщиной 0,1 мм. Эк­ран— из двух стальных лент толщиной по 0,1 мм. Четыре коак­сиальные пары скручивают вместе с пятью сигнальными парами диаметром 0,5 мм и покрывают наружной оболочкой из поливинилхлорида. Строительная длина 500 м. Разрывная прочность ка­беля—не меньше I260H. Волновое сопротивление кабеля — 75 Ом. Коэффициент отражения (3—б)∙10-3. Коэффициент за­тухания на частоте 1 МГц равен 5,33 дБ/км. Переходное затуха­ние на ближнем и дальнем концах строительной длины на часто­те 60 кГц — не менее 104 дБ. Электрическая прочность изоляции переменному току 2000 В. Частотная зависимость электрических характеристик кабеля 1,2/4,6 приведена в табл. 3.2.1. и 3.2.2.
Таблица 3.2.1 – Частотная зависимость электрических характеристик кабеля 1,2/4,6

f,

МГц

α, дБ/км

‌‌│Zв│, Ом

βв, рад/км

υ∙103, км/с

f,

МГц

α, дБ/км

‌‌│Zв│, Ом

βв, рад/км

υ∙103, км/с

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0,06

1,589

80

1,5

250

3

9,229

73,7

69,5

271

0,1

1,898

79

2,47

254

4

10,652

73,6

92,6

272

0,2

2,501

77,4

4,86

259

5

11,908

73,4

114

274

0,3

2,974

76,7

7,17

264

6

13,047

73,2

138

274

0,5

3,755

75,9

11,85

266

7

14,097

73,1

161

274

1

5,342

75

23,4

269

8

15,074

73

183,50

274

1,3

6,105

74,6

30,4

270

9

15,996

72,8

206

275

2

7,545

74

46,8

270

10

16,87

72,7

229

275

Таблица 3.2.2 – Частотная зависимость электрических характеристик кабеля 1,2/4,6

f,

МГц

R, Ом/км

L, мГ/км

C, нФ/км

G, мкСм/км

f,

МГц

R, Ом/км

L, мГ/км

C, нФ/км

G, мкСм/км

0

21,2

0,3

49,6

10-4

1000

87,7

0,282

49,6

15,5

60

22

0,286

49,6

1

1300

100

0,281

49,6

20,3

500

62

0,284

49,6

8

10000

274

0,275

49,6

156


Кабель МКТ-4 применяется для 300-канальной системы высо­кочастотной связи (К-300) в диапазоне 60—1300 кГц. Система питания — дистанционная. Необслуживаемые пункты устанавли­ваются через 6 км, обслуживаемые — через 120 км. Система свя­зи — четырехпроводная, одноголосная. Аппаратура дает усиление до 44 дБ.

Дальнейшее развитие систем передачи по малогабаритным ко­аксиальным кабелям предусматривает расширение полосы частот до 4,7 МГц на 1020 каналов с длиной усилительного участка 3 км.

Известны также конструкции малогабаритных коаксиальных кабелей, имеющих одну, две, четыре и восемь пар.

Сечение данного кабеля приведено в Приложении Б.


4 Расчёт параметров передачи кабельных цепей реконструируемой линии
^ 4.1 Общие положения по расчёту параметров передачи кабельных цепей
Параметры передачи кабельных цепей рассчитываются с целью оценки электрических свойств используемого в проекте кабеля и для последующего размещения регенерационных пунктов по трассе кабельной линии.

В результате расчёта должны быть построены графики частотной зависимости параметров, поэтому расчёт необходимо провести не менее, чем на трёх фиксированных частотах рабочего диапазона, включая минимальную и максимальную.

При выборе средней расчётной частоты следует иметь в виду, что наиболее резкому изменению подвержены параметры в области нижней части рабочего диапазона.

При расчёте параметров для систем ИКМ за минимальную частоту целесообразно принимать f=10 кГц, за максимальную – полутактовую частоту, со­ответствующую половинному значению скорости передачи, бит/с (табл. 4.1)
Таблица 4.1 – Параметры систем передачи по КЛС

Системы передачи по КЛС

Скорость передачи, кбит/с

Затухание

ЭКУ,

дБ

Расстояние

между ОРП,

км

Кабель

ИКМ-120

8 500

45…65

240

симметричный

ИКМ-120x2

12 000

45…65

240

симметричный

ИКМ-480

34 000

45…85

200

симметричный

ИКМ-480

34 000

45…65

200

малогабаритный коаксиальный

ИКМ-480х2

52 000

45…65

200

малогабаритный коаксиальный



Таким образом, выбирается три значения частоты: f1=10 кГц, f2=10 МГц, f3=26 МГц.

^ 4.2 Расчёт параметров передачи коаксиальных кабелей
4.2.1 Первичные параметры передачи
Активное сопротивление коаксиальной цепи определяется по формуле:
Ом/км (4.1)
где Rа , R6активное сопротивление соответственно внутреннего и внешнего проводников, Ом/км; d, Dдиаметры, соответственно, внутреннего и внутренней диаметр внешнего проводников; - коэффициент вихревых токов, 1/м; А1 и А2постоянные коэффициенты внутреннего и внешнего проводников, зависящие от материала проводников. Для медных проводников, зависящее от материала проводников. Для медных проводников А=0,0835, для алюминиевых А=0,108; f – частота, Гц.

Рассчитаем активное сопротивление для каждой из заданных частот.

Для f1=10 кГц: = =+ = 6958+1654=8612 Ом/км

Для f2=10 МГц: + = =220042+52328=272371 Ом/км

Для f3=26 МГц: + = =354806+84377=439183 Ом/км

Индуктивность коаксиальной цепи состоит из суммы внешней индуктивности между проводами Lвш и внутренней индуктивности проводников La +Lв:
, (4.2)
где В1 ,В2 постоянные коэффициенты для внутреннего и внешнего проводников, зависящее от материала проводников. Для медных проводников В=133,3, для алюминиевых В=172.

Рассчитаем индуктивность для каждой из заданных частот.

Для f1=10 кГц:

=(2,87++ +)10-4 =(2,87+1110833333+264484127)10-4=137532Гн/км

Для f2=10 МГц:

(2,87++)10-4 = =(2,87+35134422+8354224)10-4=4349 Гн/км

Для f3=26 МГц:

(2,87++)10-4 = =(2,87+21788166+5180924)10-4=2697 Гн/км

Ёмкость коаксиальной цепи определяется как ёмкость цилиндрического конденсатора:
Ф/км, (4.3)
где εэ – эквивалентное значение относительной диэлектрической проницаемости комбинированной изоляции (табл. 4.2).
Таблица 4.2 – Эквивалентное значение относительной диэлектрической проницаемости комбинированной изоляции

Тип изоляции

εэ

tgэ 10-4 при частотах, МГц





1

5

10

60

Кордельно-полистирольная

1,19

0,7

0,8

1,0

1,2

Полиэтиленовая шайбовая

1,13

0,5

0,5

0,7

0,8

Пористо-полиэтиленовая

1,5

2

3

3

-
  1   2   3   4



Скачать файл (182.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru