2. Техніко-економічне порівняння схем організації зв'язку

2.1. Методика визначення номінальної довжини регенераційної ділянки однокабельної цсп

Для визначення номінальної довжини регенераційної ділянки однокабельної ЦСП треба попередньо визначити максимально допустиму довжину регенераційної ділянки lм та розрахункову довжину регенераційної ділянки lр на розрахунковій частоті f р при заданій температурі ґрунту tгр.

2.1.1. Оскільки в системах ІКМ-480 для передавання інформації через коаксіальні або симетричні кабельні лінії використовують квазітрійковий цифровий сигнал, розрахункова частота дорівнює:

(2.1)

де тактова частота для ІКМ-480.

- для ІКМ-480.

2.1.2. Для визначення l_м необхідно обчислити коефіцієнт ослаблення коаксіального кабелю довжиною 1 км. Залежність коефіцієнта ослаблення від частоти апроксимується наступним співвідношенням (дБ) [4]:

, (2.2)

де – робоча частота, МГц; - коефіцієнти апроксимації.

Для кабелю МКТ-4 при tгр = 18 °С коефіцієнти апроксимації рівні [4]:

.

- для ІКМ-480.

Коефіцієнт ослаблення кабелю довжиною 1 км при заданій температурі ґрунту визначають згідно наступного співвідношення:

, (2.3)

де tгр – задана температура ґрунту згідно варіанту, 18°С; – температурний коефіцієнт перерахунку (для коаксіального кабелю ).

- для ІКМ-480;

У такому випадку максимальний коефіцієнт ослаблення коаксіального кабелю довжиною 1 км на розрахунковій частоті f_р при заданій температурі ґрунту t_гр (дБ):

_(2.4)

- для ІКМ-480;

Максимально допустиму довжину регенераційної ділянки (км) визначають так:

,

де A_мп - максимальне ослаблення, що перекривається, цифрової системи передавання (для ІКМ-480 – 73 дБ).

- для ІКМ-480;

2.1.3. Визначення номінальної довжини регенераційної ділянки.

Для визначення номінальної довжини регенераційної ділянки необхідно визначити рівень передавання лінійного цифрового сигналу на виході ЦСП (дБ), нормований відносно 1 мВт:

де Uвих – амплітуда сигналу на виході ЦСП, В(для всіх ЦСП Uвих = 3В); Z_0х – характеристичний опір кабелю, Ом (для коаксіального кабелю Z_0х = 75Ом).

Рівень власних теплових шумів кабелю на вході регенератора дорівнює (дБ):

- для ІКМ-480;

Захищеність системи (відношення потужності сигналу до потужності шуму на вході регенератора), що не залежить від довжини регенераційної ділянки (дБ):

де A_c = 2,36 дБ – коефіцієнт власних шумів коаксіального кабелю.

- для ІКМ-480;

Допустиму захищеність системи визначають так (дБ):

де Aдоп.пік – допустима захищеність ідеального регенератора від власних шумів кабелю при їх піковому значенні, дБ;– допустима захищеність ідеального регенератора від власних шумів кабелю при їх піковому значенні, дБ; – піковий фактор шумів, що характеризує відн ошення пікового значення власних шумів кабелю до їх середньоквадратичного значення і пов’язаний з імовірністю помилки регенератора, дБ; – погіршення допустимої захищеності реального регенератора в порівнянні з ідеальним за рахунок дії шумів регенератора (старіння елементів регенератора, температурної нестабільності) , дБ. Допустима захищеність ідеального регенератора від власних шумів кабелю при їх піковому значенні:

А_з.с.доп = 6.021+16.381+10 = 32.4 дБ - для ІКМ-480;

(2.10)

де N – кількість можливих рівнів амплітуди, яку має лінійний цифровий сигнал (для ІКМ-120 та ІКМ-480 та використанні квазітрійкового сигналу N = 3 ).

Для знаходження пікового фактору шумів необхідно обчислити допустиму ймовірність помилки в кабельній лінії зв’язку:

(2.11)

де P_{пом.доп} – допустима ймовірність помилки в кабельній лінії зв’язку довжиною 1 км, (км^-1).

В Україні прийняті такі норми:

(2.12)

P_{пом.доп} = 4,0∙10^-10 ∙ 3,29= 1,3∙10^-9 - для ІКМ-480

Піковий фактор шумів пов’язаний з допустимою ймовірністю помилки , зокрема, при , а при

- для ІКМ-480

При проектуванні прийнято вважати, що:

(2.13)

Для однокабельної ЦСП, що працює по коаксіальному кабелю, розрахункова довжина регенераційної ділянки залежить лише від власних шумів кабелю. При цьому рівняння довжини буде мати вигляд:

_(2.14)

де – очікувана захищеність системи, дБ.

Можна показати, що якщо врахувати лише власні шуми коаксіального кабелю, то очікувану захищеність регенераційної ділянки можна представити у такому вигляді:

(2.15)

де – , коефіцієнти апроксимуючої функції, що враховують широкосмуговість лінійного цифрового сигналу та власні шуми коаксіального кабелю.

Для даного випадку = -0.124, = 3.96∙10^-3

Знайти розрахункову довжину регенераційної ділянки можливо шляхом розв’язання рівняння (2.14) одним із трьох можливих способів:

а) При використанні графічного способу побудувати пряму , паралельну осі абсцис та, підставляючи в рівняння (2.14) різні значення в км, будую криву .

Розв’язком рівняння буде значення l_р у місці перетину кривої

A_з.с.оч (l_р ) та прямої A_з.с.доп . Як бачимо, в даному випадку

б) Метод визначення розрахункової довжини регенераційної ділянки з точністю до 1% згідно формули:

. (2.15)

в) Можливе визначення з похибкою до 5% за формулою:

. (2.16)

Знаючи максимально-допустиму довжину регенераційної ділянки та розрахункову довжину регенераційної ділянки , визначаємо номінальну довжину регенераційної ділянки згідно формули:

(2.17)

Отже, максимально-допустима довжина довжина регенераційної ділянки .