Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Расчет длины регенерационного участка для коаксиального кабеля




L

P 1 3 3 3

Диаграмма уровней - изменение энергии сигнала – распределение уровней вдоль тракта передачи.

Рвх 4 4 4 2 Pвых

А3

Рп

 

А3- минимально допустимый уровень защищенности от переходных помех в точке 4 определяется требуемым превышением сигнала над помехой.

А3= 10 lg Рс / Рп = Рс - Рп.

 

Р01 al

влияние на ближний конец

A0 Р02 Рс02l;

Pп010;

 

А0- результат затухания переходных токов на ближнем конце.

 

Р01 al A1- результат затухания переходных токов

на дальнем конце.

 

Р02 A1

 

al

 

Защищенность от помех переходных влияний в ЦЛТ определяется, как правило, в пределах одного регенерационного участка (т.к. на выходе РЛ происходит полное восстановление формы линейного цифрового сигнала).

Величина снижения защищенности одиночного регенератора обусловлена межсимвольными помехами, допусками на амплитуду и длительность импульсов, точности коррекции А4х регенерационных участка (с помощью усилителя – корректора), нестабильность порога порогового устройства РЛ, отклонением моментов стробирования, следовательно, точность выделения тактовой частоты в устройстве хронирования РЛ.

Обычно = 3…6 qБ.

Защищенность от переходных помех при однокабельной схеме организации двусторонней связи по симметрическому кабелю составляет:

А300-alру-10lg n - DА3,

где А0 –переходное затухание на ближнем конце, qБ; a - коэффициент затухания пары кабеля, определяемый на расчетной частоте, равной половине тактовой частоты линейного цифрового сигнала; lру- длина регенерируемого участка, км; n - число влияющих цифровых систем передачи, работающих на параллельных цепях.

Защищенность от переходных помех при двух кабельной схеме:

А311- alру- 10 lg n -DА3;

А1 – переходное затухание на дальнем конце.

 

Тип кабеля a1, qБ/км Zв, ОМ А0, qБ А1, qБ
КМ-42,6/9,4 МКТ-41,2/4,6 Микрокоаксиал 0,7/2,9 ЗКП 1х4х1,2 МКС 1х4х1,2 МКС 4х4х1,2 2,36 5,33 8,88 5,43 5,35 5,38   - - - - - -

 

a1- коэффициент кабельной пары на частоте f1= 1 МГц.

z- волновое сопротивление цепи электрического кабеля, Ом

 

,

 

где тактовая частота линейного цифрового сигнала, МГц, MfT1 - число объединяемых потоков, (1+q) - отношение числа дополнительных символов к числу информационных символов в цикле цифрового потока (q=002…0,04), А30 и А 31 – являются заданными требованиями к защищенности от помех переходных влияний.

Итак, длина регенерируемого участка для одной схемы:

Lру<= А030- 10 lg n - /a.

Для двух кабельной схемы:

Lру<= А131- 10 lg n - /a.

А0 и А1 –называется ожидаемая защищенность, определенная реальными значениями переходного затухания, , lру, a1.

Ожидаемая защищенность сравнивается с допустимой защищенностью, которая зависит от допустимой вероятности ошибок (коэффициент ошибок Кош) и типа кода линейного цифрового сигнала.

Аз доп.=4,58+ 11,42*lq(-lq Кош.доп.)

 

Аз доп. 18,8 19,7 20,5 21,1 21,7 22,2 23,0 23,7
Кош.доп 10-5 10-6 10-7 10-8 10-9 10-10 10-12 10-14

 

Для двухуровнего (бинарного) линейного кода.

Для трехуровневых (квазитроичных) сигналов:

Аз доп=10,62+11,42 lq (-lq Кош.доп.)

 

Аз доп. 19,6 20,5 21,5   22,9 23,4 24,5 25,3
Кош.доп 10-5 10-6 10-7 10-8 10-9 10-10 10-12 10-14

 

Кош.доп ош.1*lру,

где Рош.1—дополнительная вероятность ошибок на один километр линейного тракта, 1/км.

Равенство Аз. ош.= Аз.ош. является основой для определения номинальной длины регенерируемого участка.

В общем случае типовой подход к расчету регенерационного участка базируется на следующих положениях.

 

 

Мощность теплового шума на выходе определяется по формуле:

, где

Подставляем выражение для тока в выражение мощности получим:

Мощность теплового шума разветвляется на входе усилителя:

где - постоянная Больцмана, - температура по шкале Кельвина,- полоса частота в кГц.

Приведенные по входу усилителя собственные шумы определяются как:

От мощности собственных шумов перейдем к уровню:

Точная оценка мощности полезного сигнала на входе регенератора затруднительна, т.к. спектр сигналов широкий и затухание линии зависит от частоты. Но ввиду того, что наиболее мощные спектры данных сигналов разложение в области частоты ; упрощён расчёт затухания линии проведения на этой частоте.

Таким образом: ,

где - километрическое затухание кабеля.

Защищенность сигналов от помех на входе регенератора определяется так:

.

Обозначим: ;

тогда

Километрическое затухание определяется так: .

Для коаксиального кабеля:

Тогда ;

Допустимая защищенность

;

где - вероятность ошибки динамического регенератора при наличии типовых помех.

;

-вероятность ошибки определяется как:

Допустимую защищенность можно представить в следующем виде

;

Для нахождения длины регенерационного участка приравняем ожидаемую защищенность к допустимой:

, т.е.

;

- учитывает снижение защищенности сигнала за счет межствольных помех, за счет нестабильности амплитуд и длительности импульсов, за счет нестабильности порогового устройства в схеме генератора.

Так, величина для коаксиального кабеля составляет;

;

;

Введем обозначения: ;

Тогда ;

Составим систему уравнений

Решим эту систему уравнений графическим способом. Для этого построим на графике для и рассчитаем промежуточные значения.

Система уравнений будет для выглядеть так:

; , где

при ;

при ;

при ;

Для

Для

Для точек 13,2-1; 5,6-2; 3,7-3;

Для при:

Размещение регенерационных пунктов:

Изобразим схему размещения регенерационных пунктов для трех случаев:

1. Рассчитаем число регенераторов:

2. Рассчитаем число регенераторов:

3. Рассчитаем число регенераторов:

 

Построим схемы:

 

 

1. НРП-1 НРП-2 ОРП1-3 НРП-73 НРП-74

2. НРП-1 НРП-2 ОРП1-3 НРП-175 НРП-176
           

3. НРП-1 НРП-2 ОРП1-3 НРП-272 НРП-273

 

Выбор типа коаксиального кабеля проводятся по определению капитальных затрат

, где

– протяженность линейного тракта;

- число регенераторов;

- стоимость регенератора;

- стоимость кабеля;

 

Для кабеля КМ

Для кабеля МКТ

Для кабеля МТКК

Для кабеля КМ

Для кабеля МКТ

Для кабеля МТКК

Выбираем МТТК, т.к. у него капитальные затраты и потери минимальные.

 

Например, имеется система ЦСП типа ИКМ-480. Передача по симметричному кабелю марки МКС- 1х4х1,2. Схема организации связи - двухкабельная. Линейный код класса 5В6В (код с вводом на 5 символов одного избыточного импульса) для контроля ошибок способом проверки на четность (mBnB, n= m+1). Допустимая Рош.=10-10 1/км. Длина линейного тракта L1=600 км.

 

1). Т.к. кабель одночетверочный, то число влияющих пар ЦСП равно n=1.

Аз. ош1- a.

Из таблицы А1= 80 qБ; =4 qБ.

Для обычного бинарного линейного сигнала ЦСП ИКМ-480 тактовая частота но с учетом используемого линейного кода

(m < n)

a = a1

Аз. ош=89- 24,3*lру-4=76-24,3* lру.

 

2). Допустимая защищенность для данного типа линейного кода:

Аз. доп=4,58+11,42 lg (-lg(10-10*lру))

3). Длину регенерируемого участка можно определить исходя из равенства

Аз. ош= Аз. доп.

76-24,3 lру=4,58+11,42 lg (-lg(10-10*lру))

х(lру) y(lру)

 
 


6,254-2,129 lру = lg (-lg(10-10*lру))

4). Данное уравнение решается графически.

 

Строим график X(ℓру) - это уравнение прямой: X(ℓру) = 6,254 – 2,128 ℓру

Строим график Y(ℓру ): Y(ℓру ) = ℓg [ - ℓg (10-10 - ℓру )]

X(ℓру), Y(ℓру )

 

 

6 -

 

5 -

 

4 -

 

3 -

 

2 -

 

1 -

ру,км

1 2 3

Следовательно ℓру = 2,48 км.

 

 

В данном случае основным видом помех являются собственные помехи, включающие в себя тепловые шумы линии, тепловые шумы аппаратуры и собственные шумы усилителя регенератора.

 

Оконечный пункт (ОП)

       
 
ОЛТ или РЛ или НРП
   
ОЛТ ОП или РЛ или НРП
 


Рсщ,Fш

α_, ℓру _______ _ ____ _ _ _

Рпрд Рпрм

 

Рпрд - уровень передачи цифрового сигнала на выходе оборудования линейного тракта оконечного пункта ОЛТ ОП или РЛ, или НРП.

α – коэф-т километрического затухания коаксиального кабеля на расчетной частоте.

Рсш – уровень собственных шумов, приведенных ко входу линейного усилителя-корректора РЛ.

Fсш – коэф-т шума линейного усилителя-корректора. Fсш – характеризует его шумовые св-ва, т.е. снижение помехозащищенности от собственных шумов при прохождении сигнала через усилитель.

Ожидаемая защищенности от собственных помех:

Асш ож= Рпрд - Рсш , дБ.

Рпрм = Рпрд - αру, дБм.

При известном сопротивлении коаксиальной линии Zв :

Рпрд = 10 ℓg∙103 , дБм.

 

Um – амплитуда единичного импульса на входе цифрового линейного тракта, В (на входе в линию).

Мощность тепловых шумов на входе усилителя-корректора:

Wтш= k T ∆f, Вт.

k=1,38 ∙10-23 Дж/К - постоянная Больцмана;

T – абсолютная t 0 по шкале Кельвина, К;

∆f – полоса частот, для которой определяется мощность тепловых шумов, Гц.

Для ЦСП ∆f = fT (тактовая частота линейного цифрового сигнала).

Кабель закладывается на глубину, где t 0 = 170 C = 2900 К.

Следовательно: WТШ = 4∙10-18 ∙fT, мВт.

Снижение помехоустойчивости при прохождении сигнала через усилитель можно учесть увеличением тепловых шумов на входе усилителя в Fш раз.

Следовательно: WТШ = 4∙10-18∙fT∙Fш, мВт.

Следовательно уровень собственных шумов:

РСШ = 10∙ℓg 4∙10-18 ∙ fT∙Fш, дБм.

или РСШ = -114 + 10∙ℓg∙ fT + 10∙ℓg Fш, дБм. fT [ Мгц].

Следовательно ожидаемая защищенность от собственных помех:

АСШ ОЖ = 10 ℓg∙10-3 α ℓру + 114 - 10 ℓg fT - 10 ℓgFШ , дБ.

Уравнение для определения длины регенеративного участка при использовании двухуровневых сигналов в итоге имеет вид:

В - = ℓg [-ℓg (РСШ ∙ ℓру)].

АСШ ОЖ А ДОПУСТ

В = [ 110 + 10 ℓg].

 

Для трехуровневых сигналов (квазитроичных):

В = [ 104 + 10 ℓg].

Следовательно необходимо построить графики:

Х(ℓру) = В - α ℓру

У(ℓру) = ℓg [-ℓg (РСШ ∙ ℓру)]

 

10. ИКМ – 480. Сигнал класса ЧВЗТ (квазитроичный). Um = 5 В амлитуда единичного импульса на входе в линию. LT = 600 км. Рош = 10-10 1/км. FШ = 8. ZB =75 Ом. Кабель МКТ – 4.

fT = fT 1= 34,368 ∙ = 25,776 МГц.

В = 0,0876 [104 + 10ℓg] = 9,29.

Для МКТ – 4 α1 = 5,33 дБ/км. Следовательно α = α1 = 19,13 дБ/км.

Х(ℓру) = В – ∙ ℓру = 9,29 – 1,68 ℓру

У(ℓру) = ℓg [-ℓg (РСШ ∙ ℓру)] = ℓg [-ℓg (10-10 ру )]

 

Следовательно: ℓру = 5,04 км.

 

X,Y

 
 


10-

9 -

8 -

7 -

6 -

5 -

4 -

3 -

2 -

1 -

 
 


1 2 3 4 5 5,04 Lpy

 

Для каждого типа кабеля определяется число регенеративных пунктов РП

 

n = - 1.

Например получили: ℓру = 10,5 км для кабеля КМ-Ч

ру = 5,04 км для кабеля КМТ-Ч

ру = 2,9 км для кабеля микрокоаксиала

следовательно: n1 = - 1 = 57; n2 = 120; n3= 206.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-05; Просмотров: 716; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.01 сек.