Многоканальные телекоммуникационные системы

Практические занятия | оглавление |

5 Практическое занятие по теме: «Электрический расчет».

Задание.

Изучить теоретический материал изложенный в [1,2] «Линейный тракт. Электрический расчет», и в разделе 11. Ознакомиться с порядком электрического расчета линейного тракта.

Размещение регенерационных пунктов.

Существуют следующие типы станций для выпускаемой аппаратуры ЦСП:

Оконечные пункты (ОП);

Обслуживаемые регенерационные пункты (ОРП);

Необслуживаемые регенерационные пункты (НРП).

Расстояние между ОП – ОРП или ОРП – ОРП называется секцией дистанционного питания и задается в паспортных данных системы передачи. При размещении ОРП следует руководствоваться следующими соображениями:

расстояние ОРП – ОРП не должно превышать максимальной длины секции дистанционного питания;

ОРП может располагаться только в населенных пунктах.

Расстояние между ОП – НРП, НРП – НРП или ОРП – НРП называется длиной регенерационного участка.

Номинальная длина l ном. РУ или затухание А ном. РУ регенерационного участка для t=20°С задаются в технических данных аппаратуры. Длина регенерационного участка при температуре грунта отличной от t=20°С может быть определена [2]:

; (5.1)

; (5.2)

; (5.3)

где А ном. РУ, А max. РУ и А min. РУ – номинальное, максимальное и минимальное затухание регенерационного участка по кабелю, согласно техническим данным системы передачи, - километрическое затухание кабеля на расчетной частоте fр ЦСП при максимальной температуре грунта по трассе линии. Обычно , где fт– тактовая частота ЦСП.

Километрическое затухание кабеля определяется:

; (5.4)

где - километрическое затухание кабеля при температуре t°0, для которой это значение указано в справочнике, - температурный коэффициент затухания, который с достаточно большой степенью точности можно принять равным 2·10-3 1/град.

Расчет количества регенерационных участков внутри секции дистанционного питания можно осуществить по формуле:

; (5.5)

где Lсекц – длина секции дистанционного питания в км, l ном. РУ – номинальная длина РУ в км, Е(х) – функция целой части. Укороченные или удлиненные участки не должны превышать длин l max. РУ и l min. РУ определенные ранее. При невозможности выполнения этого условия допускается увеличить на один число НРП и организовать два укороченных регенерационных участка, при этом их следует располагать перед ОРП или ОП.

Нормирование параметров ЦСП.

Нормирование параметров ЦСП осуществляется посредством создания номинальных цепей цифровой первичной сети ВСС. Основной параметр, определяющий качество связи по цифровым каналам - вероятность ошибки Рош. Допустимую вероятность ошибки для различных участков цифровой первичной сети ВСС можно определить, исходя из следующих требований:

цифровые каналы ВСС должны обеспечивать возможность организации международной связи;

вероятность ошибки при передаче цифрового сигнала между двумя абонентами не должна превышать Рош≤10-6. При этом обеспечивается высокое качество телефонной связи (прослушивание не более одного щелчка в минуту) в системах с ИКМ при восьмиразрядном нелинейном кодировании.

Кроме того, необходимо иметь в виду, что в линейных трактах ЦСП имеет место накопление (суммирование) ошибок регенерации.

Рисунок 5.1 Схема организации международной станции.

Согласно рекомендации Международного союза электросвязи – секция телекоммуникаций (МСЭ-Т) схема организации международной связи соответствует рисунку 5.1. Допустимая вероятность ошибки между оконечными устройствами (абонентами) Рош=10-6. Указанная величина распределяется, как показано на рисунке 5.1.

Номинальная цепь основного цифрового канала (ОЦК), национального участка определяется видом сети связи страны, входящей в соединение и для первичной цифровой сети России показана на рисунке 5.2.

Рисунок 5.2 Номинальная цепь ОЦК национального участка России.
Вероятность ошибки равномерно распределяется между участками номинальной цепи, т.е. , где допустимые вероятности ошибки соответственно магистрального, внутризонового, местного и абонентского участков номинальной цепи. Тогда учитывая, что в ЦСП суммируются вероятности ошибки, получим условное значение допустимой вероятности ошибки на 1 км линейного тракта:

(5.6)

(5.7)

(5.8)

Зная эти величины, можно определить требования к линейным регенераторам ЦСП. Допустимая вероятность на один регенератор составляет , где l РУ – длина регенерационного участка.

Определение допустимой защищенности от помех от линейных переходов для регенераторов ЦСП по симметричным кабелям.

Причиной возникновения ошибок при передаче цифрового сигнала являются помехи, мгновенные значения которых превышают пороговое напряжение Uпор в схеме сравнения регенератора, что вызывает появление лишних или исчезновение имеющихся импульсов. Пороговое напряжение выбирается равным половине максимального напряжения цифрового сигнала Uмсна входе схемы сравнения регенератора: .

В цифровых линейных трактах ЦСП по симметричным кабелям имеют место собственные помехи, имеющие нормальный закон распределения, и помехи от линейных переходов, которые в общем случае суммируются от всех влияющих пар. В наихудшем случае помехи от линейных переходов складываются по напряжению и имеют полярность противоположную с передаваемым цифровым сигналом. Это эквивалентно уменьшению порогового напряжения в схеме сравнения регенератора [2]:

,

где , n – число влияющих пар, Uплп – напряжение помехи от линейных переходов от одной влияющей пары. В свою очередь, при нормальном законе распределения собственных помех влияние помех от линейных переходов эквивалентно изменению верхнего предела в интеграле вероятности для расчета рош:

(5.9)

где ; ; ;

δ- среднеквадратическое значение собственной помехи на входе схемы сравнения регенератора. Предельное значение величины определяется предельно допустимой вероятностью на один регенератор . С другой стороны предельно допустимая защищенность при воздействии всех видов помех:

, (5.10)

где - суммарное напряжение от помех. Величину можно определить по эмпирической формуле, зная :

, дБ (5.11)

при , где L – число уровней линейного сигнала.

Отсюда предельно допустимое отношение:

(5.12)

Почленно разделив на левую и правую часть уравнения окончательно получим:

(5.13)

(при данном значении верхнего предела интеграла вероятности будут выполнены нормативы ЦСП).

С другой стороны можно рассчитать, зная величину переходного затухания между парами в кабеле по следующей методике.

Напомним, что , где

(5.14)

Введем понятие допустимой величины защищенности от помех от линейных переходов, при котором выполняются нормативы ЦСП:

, тогда (5.15)

Подставив полученное выражение в формулу для расчета , окончательно получим:

(5.16)

Приравнивая выражение для расчета = получим формулу для определения предельно допустимой защищенности от помех от линейных переходов:

(5.17)

при которой будет выполняться норматив на вероятность ошибки одного регенератора, где n – число влияющих пар,

; ; ;

а , В, (5.18)

где Uмс максимальное напряжение цифрового сигнала на входе схемы сравнения регенератора, В, (3В),

К – постоянная Больцмана, К=1,38·10-23 Дж/град;

Т - температура в градусах Кельвина, Т=273+t˚С;

D – коэффициент шума усилителя (5-8);

- затухание регенерационного участка при lmax, дБ;

fт – тактовая частота ЦСП, Гц;

Zв – волновое сопротивление симметричного кабеля, Ом.

Ожидаемая защищенность от помех от линейных переходов АЗ.плп.ож. при правильном выборе длин регенерационных участков не должна быть меньше АЗ.плп.доп.:

Определение ожидаемой защищенности от помех от линейных переходов для регенераторов ЦСП по симметричным кабелям.

Ожидаемая защищенность при двухкабельном режиме работы.

В данном режиме работы ЦСП определяющими являются переходные влияния на дальнем конце. Ожидаемая защищенность от помех от линейных переходов на дальнем конце АЗ.lплп.ож. может быть определена [2]:

(5.19)

где - среднее значение защищенности от переходного влияния на дальний конец на полутактовой частоте, для табличного значения длины регенерационного участка l0, км;

δl – среднеквадратическое отклонение защищенности на дальнем конце, (5 - 6 дБ);

ΔА – изменение защищенности за счет неидеальной работы регенератора, (4 - 10 дБ).

Ожидаемая защищенность при однокабельном режиме работы.

В этом случае определяющими являются переходные влияния на ближнем конце, и ожидаемая защищенность от помех от линейных переходов на ближнем конце может быть рассчитана [2]:

(5.20)

где - среднее значение переходного затухания на ближнем конце на полутактовой частоте, дБ;

- километрическое затухание кабеля на полутактовой частоте, дБ/км;

- среднеквадратическое отклонение переходного затухания на ближнем конце, (6 – 6,5) дБ.

При правильном выборе l РУ для всех типов ЦСП должно выполняться требование:

Определение допустимой и ожидаемой вероятности ошибки и защищенности для регенераторов ЦСП по коаксиальным кабелям.

В ЦСП по коаксиальным кабелям основным видом помех являются собственные помехи, имеющие нормальный закон распределения. Поэтому для данного вида помех возможно непосредственно рассчитать ожидаемую вероятность ошибки одиночного регенератора рож.рег. и сравнить ее с нормативной величиной рдоп.рег., определенной ранее по формуле (5.9)

, при этом рдоп.рег. ≤ рож.рег..

Для упрощения расчетов интеграл вероятности можно разложить в ряд и ограничиться первым членом разложения, так как при больших значениях Х0 достигается достаточно высокая степень приближения

(5.21)

Можно также воспользоваться методикой расчета допустимой и ожидаемой защищенности. В этом случае допустимая защищенность рдоп.рег., определяется по эмпирической формуле и сравнивается с АЗож..

, дБ (5.22)

При правильном выборе длин регенерационных участков .

Это практическое занятие соответствует курсовому проекту по МСП, задание на который выдается индивидуально каждому студенту, поэтому варианты задач не приводятся.

оглавление