3.9 Оптический мультиплексор 100BASE-TX
Мультиплексор предназначен для одновременной передачи от 1 до 8 потоков Е1 и канала Ethernet по оптоволоконному тракту. Возможна работа как по одному оптическому волокну так и по двум с разделением направлений передачи сигнала по длинам волн. Канал Ethernet обеспечивает суммарную скорость передачи в двух направлениях 200 Мбит/с.
Изделие обеспечивает приём, обработку и мультиплексирование входных информационных потоков с дальнейшей передачей кодированного группового сигнала в оптоволоконную сеть. Принимаемый из оптоволокна сигнал усиливается декодируется и демультиплексируется. [13]
3.10 ВЕРБА - Т
Станция "ВЕРБА - Т" совместно работающая с системой ASB 50104, обеспечивает присоединение транкинговых (радиально-зоновых) систем к телефонной сети общего пользования (ТфОП) на правах УПАТС по физическим 3-проводным соединительным линиям или по тракту Е1 организованному платой TLU 76/1 (Trunk Line Unit).
ВЕРБА - Т обеспечивает присвоение абонентским радиостанциям транкинговой сети полных телефонных номеров и обслуживает все виды вызовов. Количество номеров ТфОП, до 1000. Производит автоматический поиск мобильного абонента в зонах сети при входящих вызовах. Количество транкинговых интерфейсов в ВЕРБА - Т от 8 до 48. [14]
В 2012г. была произведена замена каналообразующего оборудования 1996 года выпуска, Ижевского радиозавода ИКМ-30 на систему передачи данных по медным линиям компании NATEKS. Замена произведена по следующим причинам:
а) низкая пропускная способность ИКМ - 30 (один поток Е1). По новой системе возможно организовать до 4 потоков E1 и интерфейс Ethernet.
- b) маленькая длина регенерационных участков (до 5 км. на кабели Зайкинского промысла). При оборудовании NATEKS длина участков увеличилась до 10 км.
с) отсутствие запасных инструментов и принадлежностей на установленное оборудование.
Также был произведён, в 2012 г., демонтаж радиорелейной системы NERA, работающей в данном узле связи с 1997 г., в связи с переходом на ВОЛС (Волокно оптические линии связи) технологии, для увеличения пропускной способности с 34 Мбит/с до 1 Гбит/с.
Оборудование установленное в 2012 году, не является морально устаревшим и дальнейшей модернизации с нынешней требуемой пропускной способностью не ожидается.
3.11 Оборудование станции ASB 50104
3.11.1 Общие сведения
Станция ASB 50104 (MD110) стоящая в первомайском ЦУС, разделена на магазины. На рисунке 3.2 представлен внешний вид магазина с лицевой стороны, изображён пример конфигурации когда к станции подключены телефоны, место для телефонистки-оператора и соединительные линии. В каждом из магазинов установлены платы, которые представляют собой интерфейс между коммутационным полем и пользователями, соединительными линиями, передатчиком тона, приёмником тона. Каждая плата, кроме HDU, REU и PUDC имеет свой процессор DP (Device Processor). Он управляет всеми приборами на плате и коммуникацией этой платы с управляющей ступенью. Программа этого процессора называется "firmware". С помощью этой программы DP управляет приборами на плате. [5]
Рис. 3.2 - Внешний вид магазина
3.11.2 Платы в составе магазинов
Рассмотрим более подробно абонентские платы:
- Extension Line Unit - Analog (ELU-A) [15]:
Представляет собой плату для подключения 8 или 16 аналоговых телефонов (рис. 3.3). Всего таких плат в рассматриваемой станции 22 шт.
Содержит в себе:
- местный генератор вызывного сигнала (25 Гц, 80 В);
- связь к шине РСМ и аналого-цифровое преобразование с DSLAG 4
аналоговых приемника для DTMF (Dual-Tone Multi-Frequency) сигнализации с телефонов;
Рис. 3.3 - Структурная схема платы ELU - A
- приемник для работы в декадном импульсном режиме (вращающийся номеронабиратель);
- различные передаточные параметры могут быть отрегулированы с помощью RASC .
- процессор RP MC 68HC11;
- поддержку для индикации <Ожидание сообщения> на определенном гостиничном телефоне;
- промежуток в подаче сигнала при отбое;
- контроль и дистанционное считывание значений напряжений системы
- оборудование для измерения генерируемой мощности для различных случаев трафика
- память:
1)32 КБ EPROM (Для программы)
2) 31 КБ RAM (для данных)
3)192 Байт RAM (внутри процессора)
- Extension Line Unit - Digital (ELU-D) (рис. 3.4)
ELU-D представляет собой устройство для подключения 8 или 16 телефонов цифровой системы. 16 абонентских комплектов для цифровых телефонов. Кроме того коммутатор адаптирует скорость 4 Мбит/с шины PCM к скорости 2 Мбит/с, используемой в плате.
Осуществляет подачу питания на присоединенные телефоны (-48 В постоянного напряжения)
Содержит в себе:
- процессор: RP MC 68HC11 - региональный процессор
- память:
1) 32 КБ EPROM (для программы);
2) 31,5 КБ RAM (для данных)
3)192 Байт RAM (внутри процессора)
- QUART - схема связи для сигнализации между телефонами
- DASL - цепь цифровых линий для системных телефонов.
Прочие платы оборудования считаются вспомогательными и на их подробном описании внимание заострять не стоит. [15]
- Trunk Line Unit (TLU)
Служат для управления трафиком к сетям общего пользования. В рассматриваемой станции есть как цифровые так и аналоговые платы. Всего в станции таких плат 8.[4]
- Ton and Multiparty Unit (TMU)
Используется для вспомогательного оборудования и дополнительных телефонных функций, передачи и приёма тонов и DTMF (Dual-Tone Multi-Frequency) кодов, а также осуществления конференцсвязи. К TMU подключается CD плеер для музыки в ожидании.[4]
Рис. 3.4 - Структурная схема платы ELU - D
Упомянутые ниже, платы относятся к классу служебных:
- Grupe switch Junction Unit - LIM (GJU-L). Используется для связи LIM c групповой ступенью.
- Hard Disk Unit (HDU):
Жёсткий диск, для хранения резервной копии программного обеспечения.
- Ring Equipment Unit (REU):
Генератор вызывного сигнала для аналоговых пользователей.
- Power Unit (PU4DC), 48 V:
Блок питания, используется для преобразования напряжения -48 В в требуемые для плат напряжения ( 5В).
- Lim Switch Unit (LSU) :
Эта плата отвечает за коммутацию. Выполняется коммутация по времени без блокировок и имеет 1024 временных интервала. LSU установлена с платами распределения DSU (Distributed Switch Unit), по одной в каждом LIMe. На рисунке 3.5 показана конфигурация полностью оснащённого LIMа платами LSU и DSU.
- Lim Processor Unit (LPU):
Служит для управления полем коммутации и платами оборудования.
Плата сконструирована таким образом что устанавливается в любую позицию в магазине. Делится на две части, одна для главного процессора LIM (LMP-M68030), который выполняет PLEX (Programming Language for EXchanges) программы, и другая часть для процессора коммуникации LIM (LPС - M6832). На LMP части есть PLF (PROM-Loader Firmware), который содержит программное обеспечение, необходимое при загрузке и повторной загрузке, интерфейс шины с передней стороны для соединения тест плат, а также RAM (Random Access Memory) память, обычно 24 Мб емкости. Максимальная ёмкость равна 64 Мб. LPC служит для сигнализации от следующих плат:
- плат устройств коммуникации по каналу импульсно кодовой модуляции на задней панели магазина.
- LSU (плата коммутационного поля) Отдельный канал для сигнализации;
- терминал для устранения ошибок;
- LPU - дисплей.
LPU дисплей служит для помощи при обнаружении ошибки, когда запуск или перезапуск системы были неуспешными. Дисплей также даёт информацию о нормальном состоянии LIM, т.е. о последовательностях загрузки программ, а также о фазах запуска. Всего плат LPU 4 шт. [4]
- Input Output Processor Unit (IPU):
Плата служит для управления вводом и выводом данных в станцию, а эти данные относятся к конфигурации, обслуживания, запуску, к резервной копии.
Рис. 3.5 - Полностью оснащённый LIM c дублированием LSU и DSU
- Alarm Line Unit (ALU):
Плата аварийной сигнализации.
- GJUL4 - Соединитель между линейными интерфейсными модулями.
В станции в каждом магазине установлено 3 шт.
- TMU (Tone Мultiparty Unit) 2 шт. Отвечает за прием и передачу сигнала ответ станции и сигнализации DTMF (Dual-Tone Multi-Frequency). Тональный набор, тональный сигнал) комплектов, спаренных абонентов и входов для функции - музыка в ожидании. [4]
- MFU 8 (Multifrequency Unit) 1 шт. Плата с многочастотной сигнализацией. Разработана для поддержки приема и передачи различных типов многочастотной сигнализации. [16]
- SIU (Serial Interface Unit) Для подключения периферийного оборудования а также регистрации тарифных данных с последующей сигнализацией. [4] В станции их 2 шт. По две в каждом LIMе.
- DSU (Distributed Switch Unit) - 3 шт. Отвечает за распределение сигналов между программным обеспечением и платами. В станции данных плат 10 шт.[16]
- ICU (Interface Control Unit) Интерфейс к периферийному оборудования для перехватывающей ЭВМ или голосовой почты.
Платы ступени группового искания:
- GJU - G блок подключения ступени группового искания к LIMу;
- GRU - регистр ступени ГИ;
- GSU - плата коммутационного поля ступени ГИ [17];
- GCU2 - генератор такта ступени.
4 Бесперебойное питание оборудования автоматической телефонной станции
Выбранная для дипломной работы станция ASB 50104, обслуживающая Первомайские нефтепромыслы, расположена в помещении Первомайского центрального узла связи. На рис. 4.1 изображена планировка первого этажа данного узла связи, на рис. 4.2 план второго этажа.
На рисунке 4.2 под цифрой 4 изображена станция ASB 50104
Рис. 4.1 - План расположения телекоммуникационного оборудования на первом этаже здания центрального узла связи
Рис. 4.2 - План расположения телекоммуникационного оборудования на втором этаже здания центрального узла связи
На рис. 4.1, 4.2 имеются следующие обозначения:
1 - автоматическая телефонная станция S 200;
2 - 3 - каналообразующее и коммутационное оборудование;
8 - АТС ASB 50104;
5-6 - серверные шкафы;
- данным символом обозначены лампы освещения;
7 - вспомогательное оборудование АТС ASB 50104
- элементы кондиционирования;
- двигатель системы вентиляции.
Обеспечение бесперебойной и стабильной работы станции ASB 50104 требует разработки и расчёта системы бесперебойного электропитания этой станции, которая не отделима от системы бесперебойного электропитания всего центрального узла связи. Для обеспечения непрерывного и надёжного функционирования телекоммуникационного оборудования Первомайского центрального узла связи необходима схема электроснабжения с двумя независимыми вводами электроэнергии напряжением 10 кВ от двух независимых друг от друга источников электрической энергии и с третьим автономным источником электроэнергии напряжением 380/220 В, работа которого не будет зависеть от наличия напряжения на двух вводах 10 кВ. Эти три источника электроэнергии должны автоматически переключаться, обеспечивая взаимное резервирование (автоматический ввод резерва). В период временного отсутствия напряжения питания аппаратура связи будет получать электроэнергию от химических источников тока – аккумуляторных батарей. Удовлетворяющая данным требованиям схема электроснабжения Первомайского центрального узла связи представлена на рисунке 4.3. (в более крупном масштабе эту схему можно посмотреть в приложении B).
Схема включат в себя следующие основные устройства:
- трёхфазные трансформаторы Т1 и Т2;
- трёхфазные разъединительные устройства Q1, Q2;
- плавкие предохранители F1и F2;
- автономную дизель-генераторную электростанцию АДЭС;
Рис. 4.3 - Функциональная схема электропитающей установки
- устройство автоматического включения резерва АВР;
- главный распределительный щит ГРЩ;
- счётчики активной мощности Wh1 и реактивной мощности VARh1;
- плавкие предохранители F3;
- измерительные трансформаторы TA1;
- автоматические выключатели Q4 - Q14;
- выпрямительные устройства UZ1 - UZ3 c двухгруппной аккумуляторной батареей GB1, GB2;
- устройство бесперебойного питания переменного тока ИБП с аккумуляторной батареей GB3;
- устройство защитного отключения УЗО;
- защитный проводник PE;
- нулевой рабочий (нейтральный проводник) N .
4.1 Исходные данные
Напряжение системы бесперебойного питания постоянного тока U0 = 48 В;
Максимальный ток нагрузки постоянного тока I0 = 55 А;
Максимальный ток нагрузки ИБП переменного тока
(активная составляющая тока нагрузки переменного тока) IНА = 4 А;
Ток аварийного освещения напряжением 220 В Iосв = 12 А;
Полная потребляемая мощность на хозяйственные нужды Sхоз = 13 кВА;
Коэффициент мощности нагрузки на хоз. нужды ψ = cosφ = 0,89;
Полная мощность системы вентиляции и кондиционирования Sк = 9 кВА;
Коэффициент мощности системы вентиляции и
кондиционирования ψ = cosφ = 0,76;
Коэффициент отдачи аккумуляторных батарей по ёмкости ɳ Q = 0.75В;
Время разряда аккумуляторных батарей tр = 4 ч;
Удельное сопротивление грунта ρ0 = 50 Ом* м;
Рабочая температура окружающей среды 22 ᵒС;
Длина кабеля от трансформаторной подстанции до здания
Первомайского центрального узла связи LФ = 1,6 км ;
Место прокладки кабеля земля.
4.2 Расчет источника бесперебойного питания переменного тока
Мощность потребления нагрузки системы бесперебойного питания определяется суммой нагрузок (устройств) переменного тока. Выходная мощность источника бесперебойного питания находится по формуле (4.1): (4.1):
(4.1)
где: РН = UН⋅IНА – максимальная активная мощность нагрузки ИБП
переменного тока, Вт,
UН=220 В;
IНА – активная составляющая тока нагрузки;
ψН = 0,85 - коэффициент мощности нагрузки;
kα = 1,2 - коэффициент увеличения пускового тока нагрузки;
kИ = 1 - коэффициент загрузки среднестатистический.
Затем по таблице П7, [18] был выбран тип источника бесперебойного питания с учетом того что один модуль является резервным. Производитель Newave Ups Systems, модели Minipower Rack. Мощность одного модуля 1000 ВА. Количество модулей находим с помощью (4.2):
(4.2)
где: N – количество модулей;
kПМ ≈ 0,75-0,95 - коэффициент учета параллельного включения;
РМод – мощность одного модуля.
Если мощность SИБП ≥ 3 кВА, то лучше выбрать трехфазный источник бесперебойного питания, а если меньше 3 кВА, то однофазный. В соответствии с рассчитанной мощностью и рекомендациями таблицы П2 и П7 [18] принимаем напряжение аккумуляторных батарей 24 В. Далее с помощью формулы (4.3) находим входную мощность ИБП переменного тока:
(4.3)
где: ψИБП - коэффициент мощности ИБП;
ηИБП – коэффициент полезного действия ИБП;
PВыхИБП ≈ | SВыхИБП| = 1035,3 Вт;
РЗАБ = 0,1РИБПmax максимальная мощность заряда аккумуляторных
батарей (АБ)
РЗАБ = .
Активную PВхИБП и реактивную QВхИБП составляющие мощности потребления ИБП можно подсчитать следующим образом:
(4.4)
Выходной ток аккумуляторных батарей (то есть ток аварийного разряда) источника бесперебойного питания с учетом напряжения батарей можно найти с помощью (4.4):
(4.5)
где: IРАБ – ток разряда аккумуляторных батарей;
SВыхИБП – выходная мощность ИБП во время аварии;
ηИнв – коэффициент полезного действия инвертора ИБП
(ηИнв ≈ 0,95 – 0,98).
Определив значение тока разряда аккумуляторных батарей IРАБ, определяемое током часа наибольшей нагрузки, находим емкость батарей системы бесперебойного питания переменного тока:
(4.6)
Были выбраны герметизированные аккумуляторы с рекомбинацией газа и предохранительным клапаном компании HAWKER Power Safer, типа: 2V200. Емкость каждого аккумулятора 200, А ч. напряжение 2 В.