2.1.1 Первичные и вторичные параметры коаксиальных кабелей

Сопротивление коаксиальной пары R, Ом/км, и индуктивность L, Гн/км, рассчитываются по формулам:

, (2.8)

, (2.9)

где d и D – диаметр внутреннего проводника и внутренний диаметр внешнего проводника. Значения k берутся из таблицы 2.2.

Таблица 2.2

Значения коэффициента k

Материал проводника	K
Медь	0,021
Алюминий	0,0164
Сталь	0,075

Емкость С, Ф/м и проводимость G, См/м коаксиального кабеля рассчи­тываются по ε_r и tgδ:

С = 2πε₀ε_r/ln(D/d) = ε_r10^-6/18ln(D/d), (2.10)

G = 2nσ/ln(D/d) = ωCtgδ, (2.11)

где ε_r и tgδ - диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлек­трических потерь изоляции. Эффективные значения ε_r и tgδ приведены в таб­лице 2.3.

Таблица 2.3

Эффективные значения ε_r и tgδ

Тип изоляции	εr	Отно- шение vД/vВ	tgδ*10-4 при частоте, МГц
			1	5	10	60
Полиэтиленовая шайба Полиэтиленовая спираль Баллонно-полиэтиленовая Пористо-	1,13 1,1 1,22 1,5	8,8 6 9 50	0,5 0,4 1,2 2	0,5 0,4 1,3 3	0,7 0,5 1,5 3	0,8 0,6 - -

Продолжение таблицы 2.3

полиэтиленовая Кордельно-стирофлексная

1,19

12

0,7

0,8

1,0

1,2

Коэффициент затухания α, дБ/км, коэффициент фазы β рад/км, волновое сопротивление Z_В, Ом, скорость распространения v, км/с, рассчитываются следующим образом.

, , (2.12)

, , (2.13)

2.1.2 Первичные и вторичные параметры симметричных кабелей

Волновое сопротивление Z_В, Ом, симметричных кабелей

, (2.14)

где а – расстояние между проводниками; r – радиус проводника. Активное сопротивление R, Ом/км, индуктивность L, Гн/км, проводи­мость G, См/м, и емкость С, Ф/м, имеют следующие выражения:

R=0, , (2.15)

, , (2.16)

Коэффициент затухания α, коэффициент фазы β, скорость распростра­нения v рассчитываются по формулам для коаксиального кабеля, делая под­становку R, G, C, L для симметричной линии.

2.1.3 Параметры оптических кабелей

Критическая длина волны волоконного световода:

, (2.17)

где n₁ и n₂ - показатель преломления сердцевины и оболочки; d - диа­метр сердцевины.

Режим световода характеризуется обобщенным параметром V, этот па­раметр называется нормированной частотой и определяется по формуле (2.18):

, (2.18)

где а - радиус сердцевины, λ - длина волны.

Число мод в световоде определяется:

- для ступенчатого профиля; (2.19)

- для градиентного профиля. (2.20)

Расчет потерь в световоде на поглощение а_П, дБ/км

, (2.21)

где n = - показатель преломления, λ - длина волны, tgδ - тангенс угла диэлектрических потерь в световоде.

Потери на расстояния а_Р, дБ/км,

α_Р=К_Р /λ⁴, (2.22)

где К_Р - коэффициент рассеяния, равный (1… 1,15) (дБ/км) × мкм⁴ для кварца. Общие потери α = α_П+α_Р.

Главной характеристикой оптических кабелей является дисперсия. Дис­персия τ - это рассеяние во времени спектральных или модовых состав­ляющих оптического сигнала, приводящего к уширению импульса на прие­ме, и рассчитывается по формулам:

для ступенчатого световода, (2.23)

для градиентного световода, (2.24)

где - числовая апертура; ∆ = (n₁² - n₂² )/2n₁² ≈ (n₁ - n₂)/n₁; n₁ - показатель преломления сердцевины; n₂ - показатель преломления обо­лочки; l - длина световода; с - скорость света.

В пояснительной записке по данному разделу необходимо привести обоснование выбранной системы передачи, типа линии связи и марки кабеля, исходя из анализа требуемого числа каналов и мощности магистра­ли, а также по выбранному типу кабеля опреде­лить его параметры: погонные емкость, индуктивность, сопротивление; ко­эффициенты затухания, фазы, скорость распространения, и произвести расчет.