5. Розрахунок максимальних довжин ділянок регенерації і вибір типу кабелю

Розрахувати максимально допустимі довжини ділянок регенерації при використанні коаксіальних і симетричних пар заданих розмірів і вибрати тип кабельного кола, базуючись на техніко-економічних міркуваннях.

Одним з основних видів завад в лінійних трактах ЦСП, які працюють з металевими жилами, є власна завада. Вона включає дві складові: тепловий шум кабелю і шум підсилювальних елементів регенератора. При збільшенні довжини ділянки регенерації захищеність від власної завади зменшується, так як загасання кола збільшується зі збільшенням його довжини. Тому завжди існує максимально допустима довжина ділянки, при якій ще забезпечується захищеність сигналу, що вимагається, від власної завади в ТРР, а значить вірогідність помилки у регенераторі лишається не вище допустимої величини.

Очікувану величину захищеності від власної завади в ТРР можна розрахувати за формулою:

l_рег, (12)

що справедлива при .

В цій формулі:

р_пер - абсолютний рівень пікової потужності імпульсу на виході

регенератора;

F = 6 - коефіцієнт шуму КП;

f_m= 6.236 - тактова частота цифрового сигналу в лінії, МГц;

α - коефіцієнт загасання кабельного кола на напівтактовій частоті, дБ/км.

l_рег - довжина ділянки регенерації, км

Величини і р _пер розраховують за формулами:

(13)

(14)

дБ/км; дБ/км;

дБ/км; дБ/км.

U_пер = 8 - амплітуда імпульсу на виході регенератора, В;

Z_в - хвильовий опір кола, Ом

Величину захищеності, яка вимагається (для отримання заданої вірогідності помилки в самотньому регенераторі) при використанні квазітрійкового коду в лінії і гаусівській заваді можна оцінити по формулі:

, (15)

що справедлива при , де

р_пом1=р₀ּl_рег - вірогідність помилки у самотньому регенераторі;

р_о = 5 * 10^-10- допустима вірогідність помилки на один кілометр лінійного тракту, 1/км.

- запас завадостійкості, який враховує неідеальність регенератора, дБ. Приймемо = 8 дБ. Максимальну довжину ділянки регенерації l_{р макс} знаходять з рівняння А_звп =А_звим. Це рівняння краще розв’язувати графічно, побудувавши в достатньо великому масштабі дві криві А_звп (l_рег) і А_звим (l_рег). Абсциса точки їх перетину визначає корінь рівняння величину l_{р макс} .Результати розрахунків заносять до табл.4 .

Таблиця 4

lрег, км		2	4	5.7	9.5	20.4
	Коакс.2,6/9,4 мм	127	116	107	87	29.6
	Коакс.1,2/4,6 мм	115	92	73	30	-
Азвп,дБ	Коакс.0,7/3,0 мм	100	62	30.2	-	-
	Симетр.1х4х1,2 мм	113	90	72	30	-
А з вим, дБ		30.329.6

Приведемо графіки:

мал.12

Таблиця 5

Тип кабелю, розмір пар, мм	Коаксіальний			Симетричний
	2,6/9,4	1,2/4,6	0,7/3,0	1х4х1,2
	2,54	5,47	9,03	5,35
Z в, Ом	75	75	75	140
Вартість одного кілометру кабелю, Скаб, тис.грн./км	3,6	1,6	0,9	2 х 0,345
Вартість одного НРП, Снрп,, тис.грн.	5,5

В лінійних трактах, побудованих на основі симетричного кабелю, наряду з власною завадою доводиться враховувати перехідну заваду між парами одного й того ж кабелю. При двокабельній схемі організації двостороннього зв’язку, найбільш суттєвою є перехідна завада, пов’язана з наявністю перехідного впливу на дальньому кінці ланцюга. Найбільший рівень перехідної завади має місце при передачі у впливовому колі послідовності імпульсів з полярністю, яка чергується, показаній на мал13.

Спектр такого сигналу містить складову з напівтактовою частотою і її непарні гармоніки. Оскільки смуга пропускання КП обмежена тактовою частотою, то заважаючий вплив буде чинити тільки перша гармоніка цієї імпульсної послідовності.

мал.13

В цьому випадку захищеність від перехідної завади в ТРР дорівнює захищеності ланцюга на дальньому кінці на напівтактовій частоті.

А _з.пп =А_зl (f_т /2). (16)

Частотна залежність середнього значення захищеності на дальньому кінці ланцюга з кордельно-полістерольною ізоляцією має вигляд:

А_зl(f)=A_зl(f=1МГц)–40lgf (17)

Захищеність ланцюга на дальньому кінці на частоті 1МГц складає А_зl=(f=1 МГц)=60 дБ.

А_зl(f)=60 – 40 lg3.118= 40 дБ.

Тут, як і раніше, частота виражена у мегагерцах.

Використовуючи формули (16), (17), визначаю захищеність від перехідної завади і порівнюю знайдене значення захищеності з допустимим:

[А_зl(f)=40 дБ][А_{зпп.доп}=18 дБ].

Вибір типу кабелю здійснюю на основі економічних міркувань: розраховую затрати на кабель і апаратуру лінійного тракту і вирішую, що краще взяти кабель Коакс.2,6/9,4 мм ,так як він має найкращу захищеність і найбільше l_рег.

Порядок розрахунку такий.

Визначаю кількість НРП на магістралі:

Q_нрп =Ц (L/l_рег) – n - 1

Q_{нрп коакс1} = Ц ; Q_{нрп коакс2} = ;

Q_{нрп коакс3} = ; Q_{нрп сим} = .

Вартість НРП:

С_нрп=С_нрп х Q_нрп. ;

С_{нрп коакс1} = 5.5х 26 = 143 тис. гр.; С_{нрп коакс2} = 5.5х 60 = 330 тис. гр.

С_{нрп кракс3} = 5.5х 102 = 561 тис. гр.; С_{нрп сим} = 5.5х 60 = 330 тис. гр.

Затрати на кабель:

С_каб=С_каб х L ;

С_{каб коакс1} = 3.6 х 600 = 2.16 млн.грн.; С_{каб коакс2} = 1.6 х 600 = 960 тис. гр.

С_{каб коакс3} = 0,9 х 600 = 540 тис. гр.; С_{каб сим} = 2 х 0,345 х 600 = 414 тис. гр.

Сумарні затрати:

С_о=С_нрп+С_каб. ;

С_{о коакс1} = 143 тис. гр. +2.16 млн.грн = 2.303 млн.грн.

С_{о коакс2} = 330 тис. гр. + 960 тис. гр. = 1.29 млн.грн.

С_{о коакс3} = 561 тис. гр. + 540 тис. гр. = 1.101 млн..грн.

С_{о сим} = 330 тис. гр. + 414 тис. гр. = 744 тис. гр.

Тут С_нрп – вартість одного НРП; С_каб – вартість одного кілометру кабелю; n - кількість ОРП на магістралі, рівне згідно умові кількості переприймань по ТЧ.

Символ Ц означає найближче ціле число, більше числа, яке стоїть в дужках. Вихідні дані беруть з табл.5