НАПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Юго-Западный государственный университет»

(ЮЗГУ)

Кафедра телекоммуникаций

УТВЕРЖДАЮ

Первый проректор -

проректор по учебной работе

____________Е.А. Кудряшов

«___»___________2012 г.

НАПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ

Методические рекомендации по практическим занятиям

для студентов специальностей 210403.65, 210406.65

Курск 2012

УДК 621.391

Составитель В.Ю. Демьяненко

Рецензент

Доктор физико-математических наук А.А. Гуламов

Направляющие системы электросвязи: методические рекомендации по практическим занятиям для студентов специальностей 210400.62, 210406.65 / Юго-Зап. гос. ун-т; сост. В.Ю. Демьяненко. Курск, 2012. 49 с.: ил. 5, табл. 13, прил. 4, Библиогр.: с.46.

Содержат краткие сведения о конструкциях симметричных, коаксиальных и оптоволоконных кабелей связи, о порядке расчета основных электрических параметров передачи кабельных цепей и определения количества регенерационных пунктов линии связи.

Методические рекомендации соответствуют требованиям государственного образовательного стандарта по направлению телекоммуникации и рабочим учебным планам по специальностям 210403.65, 210406.65.

Предназначены для студентов специальностей 210403.65, 210406.65 дневной и заочной форм обучения.

Текст печатается в авторской редакции

Подписано в печать . Формат 60´84 1/16.

Усл.печ.л. 2,8. Уч.-изд.л. 2,6. Тираж 100 экз. Заказ . Бесплатно.

Юго-Западный государственный университет.

305040, г. Курск, ул. 50 лет Октября, 94.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ.............................................................................................4

1 Основные требования к трассе кабельной линии связи ......... 5

2 Конструкция кабеля и способ организации связи ................... 6

2.1 Конструктивные размеры симметричного ЭКС …..……….... 6

2.2 Конструктивные размеры коаксиального ЭКС ....................... 9

3 Определение параметров передачи кабельных цепей …....... 10

3.1 Первичные параметры передачи симметричного кабеля .......10

3.1.1.Активное сопротивление цепи .................................................10

3.1.2.Индуктивность, емкость и проводимость изоляции симметричной кабельной цепи ..................................................................... 12

3.2 Вторичные параметры передачи симметричного кабеля ...... 13

3.3 Параметры передачи коаксиальных кабелей ………….......... 14

3.4 Размещение регенерационных пунктов ..…………………... 16

4 Взаимное влияние между цепями …………………………… 19

4.1 Взаимное влияние между цепями коаксиального кабеля ..... 20

4.2 Взаимное влияние между цепями симметричного ЭКС ....... 21

5 Защита электрических кабелей связи от влияния внешних электромагнитных полей ................................................................... 27

5.1 Параметры опасных магнитных влияний .............................. 27

5.2 Нормы опасного магнитного влияния ..................................... 31

5.3 Защита кабелей связи от ударов молнии ................................ 32

5.4 Надёжность кабельной магистрали ................................……. 35

6 Волоконно-оптические линии передачи ................................ 37

6.1 Волоконно-оптическая система передачи и тип оптического волокна................................................................................................. 37

6.2 Конструкция оптического кабеля ............................................ 39

6.3 Схема организации связи и длина элементарного кабельного участка ………………………………………………….................... 41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ................................................................. 45

Приложение А ……………………………………………………... 46

Приложение Б …………………………………………………….... 47

Приложение В ……………………………………………………... 48

Приложение Г ……………………………………………………... 49

ВВЕДЕНИЕ

Аудиторные практические занятия играют важную роль в выработке у студентов навыков применения полученных знаний для решения практических задач как совместно с преподавателем, так и самостоятельно.

Основной целью практических занятий яв­ляется закрепление и углубление знаний, полученных студентами при изучении направляющих систем электросвязи, решение конкретных задач по реконструк­ции и проектированию кабельных линий на базе медножильных кабелей связи и волоконно-оптических линий передачи (ВОЛП).

На практических занятиях студент имеет возможность приобрести навыки и сравнить технологический процесс проектирования линий связи (его результаты) на традиционных электрических кабелях и с использованием перспективных оптических ка­белей связи.

Предназначение данных методических рекомендаций – в краткой сжатой форме представить студенту основной порядок действий при проектировании линий связи с использованием волоконно-оптических направляющих систем, симметричных и коаксиальных электрических кабе­лей связи (ЭКС).

При подготовке методических рекомендаций использовались материалы методической разработки по курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности «Многоканальные телекоммуникационные системы» под общей редакцией д.т.н., проф. Андреева В.А., Поволжская Государственная Академия Телекоммуникаций и Информатики, г. Самара, 2005.

1 Основные требования к трассе 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 оптического кабеля связи допускается его подвеска на опорах электрифицированной железной дороги (ЭЖД) и линии электропередачи (ЛЭП).

При выборе варианта трассы используется карта местности между заданными пунктами. Можно пользоваться атласом автомобильных дорог России [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.

2 Конструкция кабеля и способ организации связи

Конструкция ЭКС определяется индивиду­альным заданием преподавателя, исходя из заданного числа каналов и задействованной СП, которым устанавливается не только вид кабеля (коаксиальный или симметричный), но также его емкость, диаметр проводников, материал и конструкция изоляция жил и оболочки кабеля.

Студенту необходимо изучить и опре­делить, пользуясь учебниками [2,3] или справочниками 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 кругло проволочной броней, в канализацию - без брони.

При этом способ организации связи по коаксиальному кабелю - одно кабельный, т.е. цепи передачи и приёма размещены в одном кабеле, а по симметричному кабелю - двух кабельный, при котором цепи каждого направления передачи расположены в отдельном кабеле.

На внутризоновых кабельных линиях связи, прокладываемых между сетевыми узлами второго класса и соединяющих между собой разные местные сети данной зоны, используется как и на магистральных кабельных линиях связи четырёхпроводная схема организации связи по одно или двух кабельной системе связи.

2.1 Конструктивные размеры симметричного ЭКС

При существенном расхождении исходных данных симметричного ЭКС по заданию преподавателя и стандартных конструкций симметричных кабелей согласно [2, 3] необходимо уточнить конструктивные размеры симметричного ЭКС. Для этого по заданному значению диаметра токопроводящей жилы определяется диаметр изолированной жилы. В симметричных кабелях изоляция жил по конструкции может быть представлена двумя профилями, изображёнными на рисунке 2.1.

а) кордельно-полистирольная; б) сплошная или пористая полиэтиленовая

Рисунок 2.1 Профили изоляции симметричных кабелей

Диаметр изолированной жилы для кордельной изоляции (рис. 2.1а) определяется по формуле:

(2.1)

где d₀ - диаметр токопроводящей жилы, мм;

d_к - диаметр корделя, мм;

t_л - общая толщина лент, наложенных поверх корделя, мм.

Диаметр изолированной жилы со сплошной или пористой изоляцией (рис. 2.1б) определяется по формуле:

d_l = d₀ + 2 t_u , мм (2.2)

где t_и - радиальная толщина изоляционного слоя, мм.

Изолированные жилы скручиваются в четвёрки с шагом 80-300 мм. Диаметр элементарной группы, скрученной в звёздную четвёрку (рисунок 2.2), определяется из выражения:

d₃ = d_l + а , мм (2.3)

где а - расстояние между центрами жил одной пары.

^{мм (2.4)}

Отсюда d₃ = 2,41 d_l

Диаметр центрирующего корделя определится соотношением:

d_цк = а - d_l , мм (2.5)

Рисунок 2.2. Диаметр элементарной группы кабеля

Размеры кабельного сердечника зависят от числа четвёрок в кабеле. Диаметр кабельного сердечника с поясной изоляцией при наличии металлической оболочки будет соответствовать диаметру экрана:

d_э = D_кс + 2t_пи , мм (2.6)

где t_пи - радиальная толщина поясной изоляции, мм.

Диаметр кабельного сердечника D_кс определяется из выражений:

- для одно четверочного кабеля D_кс = d₃ ;

- для четырёх четвёрочного кабеля (рисунок 2.3) D_кс = 2,41d₃

- для семи четвёрочного кабеля при расположении в центре одной четвёрки и шести четвёрок в повиве D_кс = 3d₃ .

Рисунок 2.3. Диаметр кабельного сердечника 4х4

Как правило, используются кабели небронированные - для прокладки в канализации, бронированные стальными лентами - для прокладки непосредственно в грунте и бронированные круглыми проволоками - для прокладки через судоходные и сплавные реки. Поэтому расчёт диаметров кабеля необходимо выполнить для всех трёх разновидностей конструкции, используя справочные данные.

2.2 Конструктивные размеры коаксиального ЭКС

Определение конструктивных размеров коаксиального кабеля во многом аналогичен расчёту симметричного кабеля. По заданному значению диаметра внутреннего проводника и изоляции коаксиальной пары (КП) прежде всего, исходя из нормируемого значения волнового сопротивления Z_в = 75 Ом, определяют внутренний диаметр внешнего проводника:

, (2.7)

где ε_э - значение эквивалентной относительной диэлектрической

проницаемости изоляции (табл. 3.5);

d - диаметр внутреннего проводника, мм;

D - внутренний диаметр внешнего проводника, мм.

Используя 2.7 при z_в =75 Омнаходим D :

мм (2.8)

Наружный диаметр КП определяется по формуле:

D_кп = D + 2t , мм (2.9)

где t - толщина внешнего проводника, определяется из справочника для ближайшего по конструкции коаксиального кабеля.

Диаметр сердечника кабеля, состоящего из четырёх КП одинакового размера, будет равен:

D_кс = 2,41D_кп , мм (2.10)

В кабеле, содержащем четыре одинаковых КП, размещается пять симметричных групп. По результатам выполненного расчёта конструктивных параметров, приводится чертёж сечения кабеля, выполненный в масштабе с указанием всех элементов конструкции и полной марки кабеля.

3 Определение параметров передачи кабельных цепей

Параметры передачи кабельных цепей определяются с целью оценки электрических свойств кабеля и нахождения количества регенерационных пунктов и их размещения по трассе линии связи.

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

Минимальную и максимальную частоту определяет преподаватель. При построении графиков следует иметь в виду, что наиболее резкому изменению подвержены параметры в области нижней части рабочего диапазона.

3.1 Первичные параметры передачи симметричного кабеля

3.1.1 Активное сопротивление цепи

Активное сопротивление цепи определяется по формуле:

+ R_м , Ом/км (3.1)

где R₀ - сопротивление цепи на постоянном токе, рассчитываемое по формуле:

Ом/км; (3.2)

- удельное сопротивление материала жил, Ом мм²/м, (таблица 3.1);

d₀ - диаметр жил, мм;

χ - коэффициент укрутки, учитывающий увеличение длины цепи за счёт скрутки, принимается равным 1,01.....1,07;

р - коэффициент, учитывающий потери на вихревые токи в жилах второй цепи элементарной группы, для звёздной скрутки р=5;

а - расстояние между центрами жил цепи из формулы (2.4), мм;

µ_а - абсолютная магнитная проницаемость;

µ - относительная магнитная проницаемость;

k = √ωµ_a σ - коэффициент вихревых токов, 1/м;

Р(kr₀), G(kr₀), Н(kr₀) – Бесселевые функции, учитывающие потери на вихревые токи вследствие поверхностного эффекта и эффекта близости, значения которых приведены в Приложении А.

Таблица 3.1

Составляющая активного сопротивления R_м, обусловленная потерями в окружающих металлических массах (соседних группах и металлической оболочке), на частоте 200 кГц определяется по таблице 3.2 как сумма потерь в смежных четвёрках и оболочке.

Таблица 3.2

Определение потерь в металле для другой частоты производится по формуле:

Ом/км (3.3)

где f - частота, Гц.

Расчёт потерь в стальной металлической оболочке можно производить аналогичным образом, так как при наличии алюминиевого экрана под стальной оболочкой потери определяются в основном внутренним слоем экрана.

3.1.2 Индуктивность, емкость и проводимость изоляции симметричной кабельной цепи

Индуктивность симметричной кабельной цепи определяется как сумма внешней межпроводниковой индуктивности (L_вш) и внутренней индуктивности самих проводников (L_a + L_в):

, Гн/км (3.4)

где Q(kr₀) - функция поверхностного эффекта, определяемая по таблице (Приложение А).

Емкость симметричной кабельной цепи определяется по формуле:

Ф/км (3.5)

где ε_э - эквивалентное значение диэлектрической проницаемости, для различного конструктивного исполнения изоляции приведено в табл. 3.3;

Ψ - поправочный коэффициент.

Таблица 3.3

Поправочный коэффициент Ψ, характеризующий близость проводов цепи к заземлённой оболочке и другим проводникам, при звёздной скрутке определяется по формуле:

, (3.6)

Проводимость изоляции кабельных цепей находится из выражения: G = ωC tgδ_э, См/км (3.7)

где tgδ_э - тангенс угла диэлектрических потерь комбинированной изоляции (таблица 3.3).

Сведений о значениях tgδ_э на более высоких частотах для симметричных кабелей в технической литературе не имеется, однако, учитывая, что чистые полиэтилен и полистирол имеют значение tgδ_э постоянное в широком диапазоне частот и потери определяются лишь наличием в изоляции примесей и загрязнений неполярного диэлектрика полярными молекулами, то для более высоких частот значение tgδ_э можно принимать равным его величине при f=550 кГц.

3.2 Вторичные параметры передачи симметричного кабеля

Коэффициент распространения цепи определяется по формуле:

(3.8)

где α - коэффициент затухания, Нп/км;

β- коэффициент фазы, рад/км.

В области высоких частот (ωL/R > 3,5) расчёт можно выполнять по упрощённым формулам:

, дБ/км (3.9)

рад/км(3.10)

где α_м - составляющая затухания за счёт потерь в металле;

α_д - составляющая затухания за счёт потерь в диэлектрике.

Волновое сопротивление цепи определяется по формуле:

Ом (3.11)

При ωL/R > 3,5 . (3.12)

Скорость распространения электромагнитной волны:

v = ω/β , км/с. (3.13)

При выполнении условия (3.12)

км/с(3.14)

^.

Результаты расчёта первичных и вторичных параметров должны быть сведены в таблицу и отражены на графиках частотной зависимости параметров, построенных в линейном масштабе частот. Необходимо объяснить поведение этих параметров в частотной области.

Полученные величины следует сравнить с параметрами близкого по конструкции типового кабеля и дать анализ причин отличия параметров рассчитанного кабеля от типового, выпускаемого кабельной промышленностью.

3.3 Параметры передачи коаксиальных кабелей

Активное сопротивление коаксиальной цепи определяется по формуле:

Ом/км (3.15)

где R_а, R_б - активное сопротивление соответственно внутреннего и внешнего проводников, Ом/км;

d, D - диаметры, соответственно, внутреннего и внутренней диаметр внешнего проводников;

А₁ и А₂ - постоянные коэффициенты соответственно для внутреннего и внешнего проводников, зависящие от материала проводников. Для меди - А=0,0835, для алюминия - А=0,108;

f - частота, Гц.

Индуктивность коаксиальной цепи состоит из суммы внешней индуктивности между проводами L_вш и внутренней индуктивности проводников L_а + L_в :

, Гн/км (3.16)

Ёмкость коаксиальной цепи определяется как ёмкость цилиндрического конденсатора:

, Ф/м (3.17)

^,

где ε_э - эквивалентное значение относительной диэлектрической проницаемости комбинированной изоляции (табл. 3.4).

Таблица 3.4

Проводимость изоляции коаксиальной кабеля находится, как и для симметричного кабеля - по формуле (3.7).

Вторичные параметры передачи определяются по тем же формулам, что и для симметричного кабеля (3.9...3.14).

Для коаксиальных кабелей с медными внутренним и внешним проводниками коэффициент затухания можно определить через габаритные размеры и параметры изоляции:

, дБ/км (3.18)

Если в области высоких частот пренебречь внутренней индуктивностью проводников, то вторичные параметры можно рассчитать по упрощённым формулам:

, рад/км (3.19)

, Ом (3.20)

, км/с (3.21)

где с - скорость света в вакууме.

Результаты расчёта первичных и вторичных параметров должны быть сведены в таблицу и отражены на графика частотной зависимости параметров, построены в линейном масштабе частот. Необходимо объяснить поведение этих параметров в частотной области.

Полученные величины параметров следует сравнить с параметрами близкого по конструкции типового кабеля и дать анализ причин отличия параметров рассчитанного кабеля от типового, выпускаемого кабельной промышленностью.

3.4 Размещение регенерационных пунктов

Размещение регенерационных пунктов по трассе кабельной линии производится основываясь на допустимом затухании и способности элементарного кабельного участка (ЭКУ) или кабельной секции (КС) передать требуемый спектр частот. ЭКУ представляет собой участок кабельной линии совместно со смонтированными по концам кабельными оконечными устройствами.

КС представляет собой совокупность электрических цепей, соединённых последовательно на нескольких соседних ЭКУ для организации регенерационного участка одной или нескольких систем передачи с одинаковым расстоянием между регенераторами, большим, чем на ЭКУ данной линии. При применении на кабельной линии одних и те же систем передачи на все цепи длины ЭКУ и КС одинаковы.

Необслуживаемые регенерационные пункты (НРП) располагаются в незатопляемых водой местах с возможностью организации к ним подъезда при минимально наносимом ущербе для лесных насаждений, плодородных земель и т.п. Расстояние между ними для магистрали с коаксиальным кабелем может быть определено из выражения:

, км (3.22)

где р_ПЕР - уровень передачи, дБ;

f_T - тактовая частота системы передачи, МГц;

d_кус = 10lgD_кус - коэффициент собственных помех (шумов) регенератора, дБ;

А_{пз треб} - требуемая помехозащищенность реге­нератора;

α(f)- коэффициент затухания кабеля на полутактовой частоте при максимальной температуре грунта на глубине прокладки кабеля, дБ/км.

А_пзтреб зависит от коэффициента ошибок регенератора и в диапазоне 10^-15 < p_ош < 10^-5 определяется по эмпирической формуле:

А_{пз треб} = 4,63 + 11,42lg (lg(1/p_ош)) + 20lg(m_у - 1) + ∆А_рег, дБ

где m_у – количество регенерационных участков;

∆А_рег – защитный интервал регенератора;

Определённые по расчётным формулам параметры кабеля справедливы для температуры t = 20°С. При другой температуре коэффициент затухания может быть определён по формуле:

α_мак = α[1 + α_α(t – 20)] , дБ/км (3.23)

где α - коэффициент затухания, определённый расчётом на полутактовой частоте, дБ/км;

α_α - температурный коэффициент затухания цепей кабеля на полутактовой частоте, определяемой по таблицам [2,3]. При расчёта ориентировочно может быть принят равным α_α = 0,002 1/град;

t - максимальная температура грунта на глубине прокладки кабеля, ^оС.

Для магистрали с симметричным кабелем имеются два случая:

а) количество влияющих цифровых систем передачи (ЦСП), передающих информацию по одному кабелю N > 6.

В этом случае помеха будет иметь нормальное распределение с мощностью равной Р_ПОМ∑ = Р_пп N, где Р_пп - мощность переходной помехи создаваемой одной влияющей ЦСП.

Длина регенерационного участка определяется формулой:

, , км

где А_б,д - переходное затухание на ближний или дальний конец в зависимости от того, какая система организации работы ЦСП используется - однокабельная или двухкабельная.

б) количество влияющих ЦСП относительно мало (N < 4).

Аналогично с предыдущим вариантом

В результате расчёта и уточнения длин регенерационных участков по секциям между ОРП определяется количество НРП в каждой секции и составляется структурная схема кабельной линии, на которой указываются ОРП и НРП, длины участков и секций, тип кабеля и нумерация НРП. Как правило, нумерация НРП приводится дробью: в числителе указывается номер секции, а в знаменателе - порядковый номер НРП в секции.

4 Взаимное влияние между цепями

Электромагнитное влияние между симметричными цепями обусловлено наличием поперечного электромагнитного поля, которое и наводит в рядом расположенной цепи токи помех. Коаксиальная цепь без щелей во внешнем проводнике не имеет внешних поперечных электромагнитных полей. Радиальная составляющая электрического Е_r и тангенциальная составляющая магнитного H_φ полей замыкается внутри цепи между внутренним и внешним проводниками, а радиальная составляющая магнитного Н_r и тангенциальная составляющая электрического полей Е_φ отсутствуют из-за осевой симметрии цепи.

Влияние между коаксиальными цепями осуществляется за счёт продольной составляющей электрического поля Е_z , под действием которой в третьей цепи, образованной внешними проводниками взаимовлияющих цепей, возникает ток, вызывающий падение напряжения на внешней поверхности внешнего проводника цепи, подверженной влиянию. Продольное напряжение на внешней поверхности коаксиальной цепи приводит к появлению продольной ЭДС на внутренней поверхности цепи, подверженной влиянию. Под действием этой ЭДС и возникает ток помех.

С ростом частоты передаваемого сигнала из-за эффекта близости плотность тока во внешнем проводнике коаксиальной цепи возрастает на внутренней поверхности внешнего проводника, а на внешней поверхности уменьшается. Это приводит к тому, что с увеличением частоты уменьшается напряжённость поля на внешней поверхности влияющей коаксиальной цепи, следовательно, уменьшаются и электромагнитные влияния между цепями.

В симметричных кабелях, в отличие от коаксиальных, частотная зависимость влияния другая. В этих кабелях с ростом частоты возрастает скорость изменения электромагнитного поля, и поэтому возрастает электромагнитное влияние между цепями. В коаксиальных же цепях с ростом частоты взаимные влияния уменьшаются.

Величина взаимных влияний между цепями выражается и нормируется через переходные затухания на ближнем конце А₀ и дальнем А_l концах, а также через защищённость А_з.

Необходимо рассчитать указанные характеристики и сравнить их с нормами. Если нормы на параметры взаимного влияния не выполняются, то следует указать меры по уменьшению взаимных влияний.

4.1 Взаимные влияния между цепями коаксиального кабеля

Первичным параметром взаимного влияния между коаксиальными цепями является сопротивление связи Z₁₂ , представляющее собой отношение продольной составляющей электрического поля Е_z на внешней поверхности внешнего проводника (напряжения U, возбуждаемого на внешней поверхности внешнего проводника) влияющей цепи к току I₁, протекающему в этой цепи. Значение Е_z численно равно U, поэтому

Z₁₂ = Е_z / I₁ = U / I₁

Рассмотрим расчётные формулы для переходных затуханий и защищённости между одинаковыми по конструкции коаксиальными, согласованно нагруженными цепями, которые справедливы при условии, когда коэффициент распространения третьей цепи γ_з много больше коэффициента распространения взаимовлияющих цепей γ.

Переходное затухание на ближнем конце определяется формулой:

, дБ (4.1)

Переходное затухание на дальнем конце:

, дБ (4.2)

Защищенность на дальнем конце:

, дБ (4.3)

В этих формулах:

Zв - волновое сопротивление цепи, Ом;

γ = α +iβ - коэффициент распространения, 1/км;

l - длина усилительного участка, км;

Z₃ - полное сопротивление третьей промежуточной цепи, состоящее из собственных сопротивлений двух внешних проводников рассматриваемых коаксиальных цепей (Z_вн) и индуктивного сопротивления промежуточной цепи Z_з = 2Z_вн + iωL₃ , Ом/км.

Величину параметров взаимных влияний коаксиальных кабелей находят, пользуясь справочными данными, или по результатам расчетов и сравнивают с нормами.

Согласно нормам для коаксиальных кабелей переходное затухание на ближнем конце и защищённость на дальнем конце усилительного участка в области частот, соответствующих максимальной энергии линейного сигнала должны соответствовать следующим эмпирическим формулам:

Если параметры взаимного влияния по результатам расчёта окажутся ниже нормы, то необходимо указать, каким образом можно повысить защищённость и переходное затухание между коаксиальными цепями.

4.2 Взаимное влияние между цепями симметричного ЭКС

При замене аналоговой системы передачи (АСП) на ЦСП в процессе реконструкции линии существенно изменится рабочий спектр частот ЭКС. Линейный сигнал ЦСП с импульсно-кодовой модуляцией имеет значительно более широкую полосу частот, чем в аналоговых системах. Максимальная энергия спектра линейного сигнала ЦСП сконцентрирована в области частот, близких к полу тактовой частоте системы передачи. Поэтому нормирование, расчёты и измерения электрических характеристик кабеля выполняются на полу тактовой частоте конкретной ЦСП.

Основными электрическими характеристиками, определяющими вероятность ошибок в линейном тракте ЦСП и влияющими на длину элементарного кабельного участка (регенерационного участка), являются параметры взаимного влияния между цепями: переходное затухание на ближнем А₀ и защищённость А₃ на дальнем конце. Для одно кабельной системы, которая применяется на местных сетях, определяющим параметром является А₀, а для двух кабельной системы связи, которая применяется на магистральных и внутризоновых сетях, основным параметром является А₃.

Нормы на параметры взаимного влияния на длине элементарного кабельного участка (ЭКУ).

Переходное затухание на ближнем конце А₀ на полу тактовой частоте нормируется так:

- для системы передачи ИКМ-120 на частоте 4,2 МГц А₀ > 39 дБ;

- для ИКМ-480С на частоте 17,2 МГц А₀ > 30 дБ.

Защищённость на дальнем конце А₃ на полу тактовой частоте нормируется:

- для системы передачи ИКМ-120 на частоте 4,2 МГц А₃ > 27 дБ (между цепями внутри четвёрок);

- для системы передачи ИКМ-480С на частоте 17,2 МГц А₃ > 22 дБ (между цепями разных четвёрок) и А₃ > 12 дБ (между цепями внутри четвёрок).

Расчёт переходного затухания на ближнем конце.

Влияние на ближнем конце осуществляется за счёт непосредственного перехода энергии между цепями и обусловлено наличием электромагнитной связи:

N₁₂(х) = iωN_р + n(х)] , (4.4)

где N_р - равномерно распределённая (систематическая) связь по длине линии;

n(х) - случайная функция, описывающая нерегулярное изменение связей по длине линии.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: