Проектиране на преносна среда за мобилните комуникации

Стойности на А_б0 независещи от диаметъра на проводника на кабела.

2) Зависимостта на А₀ от дължината l на смущаващата и смущавана кабелни двойки е практически постоянна при l > 200 m.

3) Честотната зависимост на А₁(f) има значително по-слабо изразена неравномерност в сравнение с А₀(f). Средната й стойност намалява с увеличаване на честотата при влияние между две кабелни двойки с около 6 dB.oct^-1, и може приблизително да се изчисли посредством равенството:

А₁ (f) = А_g1 - 20 lgf, dB

f - [MHz]

А_g1 - [dB]

А_g1 - отразява влиянието на взаимното разположение между смущаващата и смущавана двойка върху А₁ (f).

В Таблица 7 са приведени някои типични стойности за А_g1, получени

след многобройни статистически измервания, които не зависят от диаметъра на проводника на кабела. При удвояване на броя на влияещите двойки А_g1 се намалява с 3 dB.

Приведената зависимост се отнася главно за случая, когато е налице директно пряко прислушване в далечния край, осъществено само между двете разглеждани двойки кабелни вериги. (за 6 dB.oct^-1).

Стойности на А_g1 независещи от диаметъра на проводника на кабела.

4) Честотният спектър на прехвърлените паразитни сигнали в далечния край e еднакъв с честотния спектър на приеманите сигнали, поради ограничаващото честотно въздействие на симетричния кабел, за разлика от честотно въздействие на симетричния кабел, за разлика от честотния спектър на паразитните сигнали в близкия край, върху чиято ширина не въздействат никакви ограничителни фактории.

5) Зависимостта на А₁ от дължината l на смущаващата и смущаваната кабелна двойка се характеризира с това, че при увеличение на дължината на линиите А₁(f) отначало намалява, поради увеличение на затихването на линията.

Между станция Опака и станция Попово съществува нискочестотен междуселищен симетричен кабел тип ТЗБ 19 х 4 х 1.2 mm. Дължина на линията 13 km. От предварителните проучвания се установи, че 19 четворки са пупинизирани.

Пупинизирани кабелни линии се изграждат от симетрични съобщителни кабели, във веригите на които при определени разстояния S

(S = 0.285 ÷ 1.7 km) наречени стъпки на пупинизация, се включват индуктивни (пупинови) бубини. (Ls = 1 ÷ 140 mH). У нас е прието разстояние от 1.7 km. Така за сравнително ниски честоти (максимум до 60 kHz) се постига намаление на константата на затихване на кабелните линии.

Поради допълнителната индуктивност и наличния разпределен капацитет между проводниците, пупинизираните кабелни вериги се превръщат в нискочестотни филтри, които ограничават честотния спектър на пренасяните сигнали. За HDSL системата Watson ІІІ, долната честотна граница е по-голяма от 40 kHz, а горната граница е не по-висока от 260 kHz, а за пупинизираните линии, максимално пропусканата честота е 60 kHz. Следователно, за да се използват симетрични съобщитетлни кабели уплътнени с HDSL система, те трябва задължително да не са пупинизирани. Изводът е, че пупинизираните четворки, може да са удачно решение за изграждане на обикновени междуселищни телефонни линии, но за уплътняване с HDSL - системи за работа в по-отговорни случаи са неприемливи, т.е. могат да се използват само ако се депупинизират.

Кабел ТЗБ 19 х 4 х 1.2 mm:

От положените 32 кабелни дължини с по 425 m, са образувани 8 броя пълни пупинови полета, като в началото в Попово 850 m (половин стъпка) и в края в Опака 850 m (половин стъпка). Нормалната стъпка на пупинизация е 1700 m с 80 mH пупиновите бобини. Във връзка със задължителното депупинизиране на избраните за уплътнение чифтове, съм изготвила монтажен план, от направените предварителни проучвания, с указаните места на пупиновите бобини по дължината на трасето. Монтажният план е даден в Приложение 2.

От направените предварителни измервания, според препоръките на производителите на HDSL системи, за подбор при селекцията на чифтовете с най-добри показатели от измерванията, при уплътнение на линии на по-

големи, разстояния, избирам 1-вите чифтове от 1-ва и 7-ма четворки от кабела. Направените контролни измервания на кабела показаха, че избраните две двойки проводници могат да се уплътнят с Watson ІІІ и ще осигурят необходимото качество на изградената линия.

В Приложение 3 са записани получените данни от измерванията на избраните за уплътнение чифтове.

4. 
   Синхронен транспортен модул - STM
   

Разговорните сигнали (телефонни) изискват скорост 64 kbit/s, докато телевизионния сигнал - около 60 Мbit/s. Съществуват оптимални, характерни скорости на предаване на информацията, свързани с вида на използваната преносна среда.

Например, около 2 Мbit/s е максималната скорост за предаване по кабелни двойки от симетричен съобщителен кабел (пояснено в предните точки от дипломния проект), докато при организиране на оптимален цифров канал, тази скорост е в областта на 500 Мbit/s.

За да е ефикасно използването на преносните среди скоростта на предаване на информацията от различните източници трябва да бъде съгласувана с капацитета на съответната съобщителна линия. Това става с помощта на операцията мултиплексиране. Възприета е йерархична структура на мултиплексиране, в която сигналите, пренасяни от преносните системи с по-малък капацитет, образуват основните единици, от които се асемблират входовете на системите от по-висок ред. Така се дефинира една цялостна структура за преносната мрежа, като се запазва гъвкавостта, необходима за покриване на изискванията на различните оператори и бъдещо развитие.

ITU - T е дефинирал основните характеристики на съоръженията (интерфейси, скорост на предаване, качество на предаване) за предаване на цифрови сигнали по различни преносни среди и вид на мултиплексното оборудване.

Йерархията на преносните системи се основава на канал със скорост на предаване 64 kbit/s, развитието към мрежи с интеграция на услугите ISDN, се основава също на 64 kbit/s канал като основна градивна единица. Тази скорост е произлязла от използването на ИКМ в телефонната мрежа.

За рационално и ефективно изграждане, поддръжка и експлоатация на цифровите преносни мултиплексни системи е необходимо информационният им капацитет (изразен чрез броя на мултиплексираните тонални канали) да се подчинява на определена йерархичност и да нараства по строго установен и стандартизиран начин.

Основни изисквания предявявани при създаване на подобни йерархични структури в телекомуникациите се изразяват в следното:

1. Дадена йерархична структура трябва да може да предава без проблеми всички видове аналогови и цифрови информационни сигнали.

2. Йерархичната структура да може да осъществява обединяване, разделяне и транзитиране на различни по скорост цифрови сигнали и потоци.

3. Йерархичната структура да използва стандартизирани скорости при предаването на мултиплексираните от нея сигнали и цифрови потоци, съобразени с оптималното използване на преносните среди в съобщителните мрежи.
Плезиохронна Цифрова Йерархия (PDH - йерархия)

В препоръка G.702 на ITU - T е дадена йерархичната структура на цифровите плезиохронни йерархии. За различните стандарти в света, основните скорости в отделните йерархични нива са дадени на фиг. 3.14.

И трите вида йерархии създадени в САЩ, Япония и Европа са основани на основани на мултиплексирането на сигналите на т. нар. основен цифров канал DS - 0 със скорост 64 kbit/s. С използването на мултиплексори от тип n:1 (n - входящи цифрови потоци : 1 изходящ) и каскадно свързани мултиплексори от тип n:1, m:1, p:1, k:1 и т.н. могат да се формират набор от различни по скорост цифрови потоци, пренасящи информация на различен брой основни цифрови канали DS - 0. Т.е. всеки от каскадно свързаните мултиплексори (MUX) изгражда едно от йерархичните нива на плезиохронната цифрова йерархия.

Е1, Е2, Е3 и Е4 - означават както номера на съответното йерархично ниво, така и скоростта на предаваната информация.

Е1 = 2.048 Мb/s

Е2 = 8.448 Мb/s

Е3 = 34.368 Мb/s

Е4 = 139.264 Мb/s

Следователно щом скоростта на предаване на цифровата информация при DS - 0 e 64 kb/s, то разглежданата PDH - йерархия позволява след всяко йерархично ниво да се предават 30, 120, 480 и 1920 основни цифрови или анологови (от 300 до 3400 Hz) канала. Това количество канали се отразява и в наименованието на съответните цифрови мултиплекси: PCM - 30 (ИКМ - 30); PCM - 120; PCM - 480 и т.н.

фиг. 3.14. Oсновни скорости в отделните йерархични нива.

На фиг. 3.15, в графичен вид е даден подхода за създаването на цифрови йерархични структури в преносната мултиплексна техника.

фиг. 3.15. Създаване на цифрови йерархични структури в преносната

мултиплексна техника.
Трите разновидности на PDH - йерархията в света се различават помежду си главно по коефициентите на мултиплексиране n, m, p, k. И трите разновидности на PDH - йерархията са възприети и препоръчани за използване от ITU - T.

Със съкращенията DS - 1 ÷ DS - 3 са означени цифровите канали (потоци), съответстващи на 1-то, 2-то и 3-то йерархично ниво.

Фиксираните точки в йерархиите са интерфейсите, в които основно могат да се свързват помежду си системи, работещи на една и съща скорост. В Препоръка G.703 са дефинирани формата на сигнала и линейните кодове в интерфейсните точки. Тези интерфейсни точки обикновено са изведени на цифрови репартитори, за да се осигури гъвкаво свързване.

В препоръка G.702 на ITU - T са стандартизирани като основни йерархични нива: първите три нива на PDH - йерархията на САЩ и Канада, четирите нива на Японската PDH - йерархия, първите четири нива на европейската PDH - йерархия.

Комбинирането на няколко цифрови потока с цел получаване на сигнал с по-висока скорост се извършва посредством цифрови мултиплексори.

В Препоръки G.742 и G.751 за европейската йерархия приоритет се дава на високата гъвкавост по отношение на изграждане на мрежата. Мултиплексорите се проектират по такъв начин, че да могат да комбинират сигнали от различни източници, т.е. сигнали с различна структура на цикъла и скорост на предаване, които номинално са едни и същи, но всъщност могат да се различават от номиналната стойност в рамките на определен толеранс. Техните моментни значения се различават помежду си в известни граници, т.к. местните им задаващи генератори не са синхронизирани, т.е. те са плезихронни. А сигналите се наричат плезиохронни. Мултиплексирането на плезиохронни сигнали се нарича още асихронно групообразуване.

На фиг. 3.16 е дадена същността на Европейската йерархична структура на основата на първичен цифров поток от 2.048 Mb/s.

фиг. 3.16. Европейска йерархична структура на основата на първичен цифров поток от 2.048 Mb/s.

На фиг. 3.16 е представена европейска цифрова плезиохронна йерархия и съответните препоръки на ITU - T, базирани на първична скорост 2048 kbit/s, заедно с типа преносни съоражения и използваните преносни среди.

В европейската йерархия допустимите отклонения в моментните стойности на тактовата честота на мултиплексираните потоци имат следните значения:

Е1 - 2.048 (1±50.10^-6) Мb/s

Е2 - 8.448 (1±30.10^-6) Мb/s

Е3 - 34.368 (1±20.10^-6) Мb/s и т.н.

Има три основни начина за извършване на асинхронно групообразуване:

1. Чрез положителен стафинг - добавяне на изравняващи битове в сигнала на предвидени за целта времеинтервали.

2. Чрез отрицателен стафинг - отнемане на инфрмационни битове, които се предават в допълнителни времеинтервали в цикъла на груповия сигнал.

3. Чрез двустранен стафинг - съвместява предишните два начина.

В европейските съобщителни мрежи, най-широко приложение от изброените методи е намерил първият. Той се характеризира със сравнително по-проста схемна реализация.

При “положителният стафинг” (положително цифрово изравняване) за всеки един входящ цифров поток се определя преносен капацитет, по-голям (с около 2 %) от номиналната скорост на предаване. Входният сигнал се подава в буферна памет, като записът се управлява от собствена тактова честота, а четенето е с по-висока честота, съответстваща на преносния капацитет. В момента, в който фазовата разлика между честотите на запис и четене надвиши определена стойност, в изходната цифрова последователност се въвежда бит за изравняване (стафинг - бит).

фиг. 3.17. Положителен стафинг.

На практика стафинг - битовете се въвеждат на точно определени места в структурата на цикъла на мултиплексора от по-висок ред. Посредством битове за управление на стафинга демултиплексорът разпознава дали в предавателната страна е настъпило цифрово изравняване или не. Мултиплексирането на сигналите се извършва бит по бит чрез преобразуване от паралелен в последователен вид (плезиохронно побитово мултиплексиране на входните потоци). Тук трябва да отбележим, че изключение прави първо йерархично ниво, където е налице пълна синхронизация между мултилексираните канали на системата, а във втори и по-високите нива на PDH - йерархията, не е възможно да се осъществи синхронно мултиплексиране, затова в разглеждания тип цифрова йерархия се използва метода на плезихронно побитово мултиплексиране.

Плезиохронният мултиплексор включва устройство за мултиплексиране (синхронно обединение) и за демултиплексиране (разделяне). Мултиплексорът приема входните плезиохронни цифрови потоци. Чрез последователно наслагване на битовете на отделните цифрови потоци на принципа на стафинга, се извършва обединението им в общ цифров поток. Към последния се добавят и необходимите служебни сигнали, т.е. цифров синхросигнал, алармени битове за управление на стафинга. Обратната функция се изпълнява от демултиплексорът, който контролира и състоянието на връзката между предавателната и приемната страна чрез алармена индикация.

В плезихронните мрежи приложение намира и т.нар. мултиплексор за въвеждане и отделяне на цифрови потоци (Add - Drop - Multiplex).

Такова устройство се използва когато е необходим достъп на ограничен брой цифрови потоци в определена междинна станция между два плезиохронни мултиплекса. Т.е. част от трафика се отделя, докато основният продължава по главното направление.

За клиента методите на пренасяне и преносните системи трябва да отговарят на едни и същи изисквания по отношение на качеството, независимо от преносните среди. Мрежовите оператори също имат интерес от еднакво качество на пренасяне, за да може да се осигурява гъвкаво свързване, управление и контрол на мрежата.

В Таблица 8 е направен преглед на различните преносни среди.

Таблица 8

Пренасяне на цифрови сигнали по кабелни съобщителни линии