106 ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ - Страница 5

3.2.1. Расчёт длины регенерационного участка по затуханию

Метод расчета по затуханию заключается в нахождении длины регенерационного участка по заданному значению затухания усилительного участка, используя равенство допустимой и ожидаемой (расчетной) защищенности от собственных помех.

Длина регенерационного участка определяется энергетическим потенциалом цифровой системы передачи Э, который, в свою очередь определяется как разность между уровнем мощности сигнала , дБ, введённого в кабель, и уровнем мощности , дБ на входе приёмного устройстве, при котором коэффициент ошибок регенератора не превышает заданного значения, установленного для данной системы передачи.

, дБ.

Параметр Э определяется типом передатчика и приемника.

Для учёта потерь в аппаратуре системы передачи вводят понятия энергетического запаса системы и дополнительных потерь в аппаратуре передачи и  приёма. Энергетический запас системы З необходим для компенсации эффекта старения аппаратуры и кабеля, компенсации дополнительных потерь при ремонте кабеля (стыки кабельных вставок) и других отклонений параметров участка в процессе эксплуатации. Дополнительные потери в аппаратуре передачи и приёма  (разъёмные соединители, устройства соединения линейного кабеля со станционным и другие) (рис. 3.8).

Таким образом, формулу для расчёта длины регенерационного участка по затуханию можно записать следующим образом:

 

откуда

,

 

 

ЭПС

l, км

aмакс

a, дб

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.8. Оценка длины регенерационного участка по затуханию

 

где  (дБ/км)–километрическое затухание кабеля, т.е. затухание кабеля длиной один километр.

Для линий цифровых систем передачи на электрическом кабеле затухание определяется на полутактовой частоте:, и для него можно записать:

.

Для линий на оптическом кабеле затухание зависит от длины световой волны, распространяющейся по кабелю:, и выражение для длины регенерационного участка имеет вид:

.

Данные для расчётов берутся из таблицы 3.1 для электрического кабеля и из таблицы 3.2 для оптического кабеля.

Таблица 3.1.

ЦСП

ИКМ-15

ИКМ-30

ИКМ-120

ИКМ-480

ИКМ-1920

Э, дБ

70

70

70

76

76

З, дБ

7

7

7

7

7

Аап, дБ

5¸7

5¸7

5¸7

5¸7

5¸7

, дБ/км

17

17.8

17.8

21

20

, км

 

 

 

 

 

 

Таблица 3.2.

ЦСП

ИКМ-120

ИКМ-480

ИКМ-1920

ИКМ-7680

Э, дБ

50

70

70

76

З, дБ

6

7

7

7

Аап, дБ

3¸5

3¸5

3¸5

3¸5

, дБ/км

3

0.7

0.7

0.3

, км

12

30

30

70

 

3.2.2. Расчёт длины регенерационного участка по дисперсии

Известно, что полоса частот ΔF линии и дальность передачи l взаимосвязаны. Соотношение между ними выражается зависимостью:

,

где значения с x–искомые, а без x–заданные.

Зависимость ΔF(l) представлена на рис. 3.9. Тогда:

.

Введем понятие километрического значения полосы пропускания, определяемого для линии, длиной l=l1=1 км. При этом понятия полосы пропускания и пропускной способности системы становятся эквивалентными: ΔFx=ΔFСП.

 

Рис. 3.9. Оценка длины регенерационного участка по дисперсии

 

С учетом отмеченных замечаний, длина регенерационного участка lру, км, в зависимости от пропускной способности линии (системы передачи) определяется с помощью выражения:

, км

Километрическое значение полосы пропускания ΔF1ЭК электрического кабеля можно определить из следующих рассуждений. Известно, что частотная зависимость километрического затухания α(f) для электрических кабелей носит нелинейный характер и может быть аппроксимирована функцией вида  дБ/км, где частота f берётся в Мгц. При А»B»С (что имеет место для линий симметричного и коаксиального кабелей)  дБ/км. Поскольку это условие справедливо для линии длиной l1=1 км величина α(f) есть максимальное значение затухания, при котором обеспечивается восстановительная способность регенераторов ЦСП, то есть

α(f)=αmax=αрег. Тогда:

.

Обычно αрег=38 дБ (см. рис. 3.10) откуда:

.

Значения параметра А и соответствующие им значения километрической полосы пропускания ΔF1ЭК сведены в таблицу 3.3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.10. Расчёт полосы пропускания электрического кабеля длиной 1 км

 

Таблица 3.3.

ЦСП

ИКМ-15

ИКМ-30

ИКМ-120

ИКМ-480

ИКМ-1920

Тип кабеля

ТПП-0.32

ТПП-0.5

КСПП-1х2х0.9

МКТ-4

КМ-4

А

24

17.8

8.7

5

2.48

DF1, мГц×км

2.5

4.5

19

59

240

 

Километрическое значение полосы пропускания оптического кабеля:

  • для ступенчатого многомодового световода

 

  • для градиентного многомодового световода

 

  • для одномодового световода

 

где, с–скорость света; –относительный показатель преломления; n1–показатель преломления сердцевины оптического волокна; Δλ–ширина спектра излучения источника, Δτ–удельная дисперсия (материальная и волноводная); l1=1 км.

Значения расчетных параметров сведены в таблицу 3.4.

Таблица 3.4.

Тип волокна

Градиентное многомодовое

Градиентное многомодовое

Одномодовое

Одномодовое

ЦСП

ИКМ-120

ИКМ-480

ИКМ-1920

ИКМ-7680

С, км/с

3·105

3·105

3·105

3·105

D

0.08

0.032

N1

1.51

1.51

K

1.3

1.3

Dl, нм

4

1

Dt, нс

0.325

0.217

DF1, мГц·км

60

390

1000

6000

 

Пропускная способность цифровой системы передачи определяется по формуле:

  • для электрического кабеля:

, кГц

где N–число основных каналов, Nвсп–число вспомогательных каналов.

  • для оптического кабеля:

для N < 480,

для N > 480.

Значения расчетных параметров сведены в таблицу 3.5.

Таблица 3.5.

ЦСП

ИКМ-15

ИКМ-30

ИКМ-120

ИКМ-480

ИКМ-1920

ИКМ-7680

N

15

30

120

1920

7680

7680

Nвсп

2

2

12

57

256

1148

 

Длину регенерационного участка выбирают по наименьшему значению из рассчитанного по затуханию и по дисперсии.

Итак, порядок расчёта длины регенерационного участка, следующий.

  • по затуханию:

1)      По числу каналов N и длине L определить вид связи и систему передачи.

2)      По виду связи определить тип световода и длину волны в световоде для оптического кабеля, или по системе передачи определить тактовую частоту для электрического кабеля.

3)      По длине волны для оптического кабеля и по полутактовой частоте  для электрического кабеля определить километрическое затухание кабеля.

4)   Рассчитать длину регенерационного участка для электрического кабеля или для оптического.

 

  • По дисперсии:

1)      По N и L определить вид связи и систему передачи.

2)      По виду связи определить тип световода и длину волны в световоде для оптического кабеля, или по системе передачи определить тактовую частоту для электрического кабеля.

3)   По данным таблиц 3.3, 3.4 и по соответствующим формулам определить –полосу пропускания кабеля длинной 1 км.

4)   По данным таблицы 3.5 и по соответствующим формулам определить

5)   Определить длину регенерационного участка.

Длина регенерационного участка выбирается как минимальная из рассчитанных по дисперсии и затуханию.



 
лента сигнальная оградительная Купить интернет.