лекции по НСТК Мищенко

В кабелях низкой частоты (НЧ), используемых в тональном диапазоне частот (до 4 кГц), преобладают электрические (емкостные) связи, а с магнитными связями можно в первом приближении не считаться. Поэтому на

коротких участках кабеля взаимные влияния на ближнем и дальнем концах становятся одинаковыми и на первом этапе симметрирования их ослабление осуществляется путем уменьшения только емкостных связей.

Участки кабельной линии, на которых выполняется первый этап симметрирования НЧ кабелей, называется шагом симметрирования. Длина шага симметрирования обычно не превышает 17...20 км (для пупинизированных цепей кабеля он равен шагу пупинизации, т. е. 1,7 км).

Основной задачей симметрирования НЧ кабелей является уменьшение взаимных влияний между цепями, расположенными внутри четверки.

Влияние между цепями различных четверок (межгрупповые связи), как правило, не превышает допустимых нормами значений. В отдельных случаях,

когда значения емкостных связей между цепями различных групп оказываются выше допустимых нормами величин их уменьшают путем включения контуров противосвязи между соответствующими цепями. Конечной целью

симметрирования НЧ кабеля является обеспечение требуемой защищенности от взаимных помех на ближнем и дальнем концах линии.

Симметрирование НЧ кабелей производится в три этапа: внутри шагов симметрирования, при соединении шагов и на смонтированном (усилительном) участке.

Основным способом уменьшения взаимных влияний между цепями НЧ кабелей на первом и втором этапах симметрирования является скрещивание цепей. Как указывалось выше, при скрещивании цепей стремятся осуществить компенсацию электромагнитных связей одного участка кабеля (А) связями другого участка кабеля (Б) путем соответствующего соединения жил цепей заданной четверки. Возможны восемь различных схем соединения жил, представленных. Каждая из этих схем условно обозначается оператором скрещивания, содержащим три индекса. Первый индекс определяет способ соединения первой основной цепи (нумерация цепей производится со стороны А), второй индекс — второй основной и третий индекс — фантомной (искусственной) цепи, образованной из цепей 1 и 2. Индекс (•) соответствует соединению цепей «напрямое», индекс (х) — соединению цепей со скрещиванием.

Значения коэффициентов связи и емкостной асимметрии связаны с частичными емкостями между жилами кабеля (рис. 8.25) следующими соотношениями:

142

линий. Выбор той или иной схемы зависит от средних арифметических значений емкостных связей и асимметрий в отдельных строительных длинах, которые определяются из паспортных данных. Семиточечная схема дает самый большой эффект ослабления связей, но она является наиболее трудоемкой.

Муфты, в которых производится симметрирование скрещиванием, называются симметрирующими; муфты, в которых осуществляется

симметрирование с помощью скрещивания и включения компенсирующих конденсаторов, называются конденсаторными. Муфты, в которых все жилы соединяются «напрямое», т. е. без симметрирования, называются «прямыми».

При симметрировании по семиточечной схеме (рис. 8.26, а) сначала монтируются симметрирующие муфты А, затем - симметрирующие муфты Б и, наконец, - конденсаторная муфта К, в которой симметрирование производится скрещиванием цепей. Остаточные связи компенсируются конденсаторами. В

этой же муфте с помощью конденсаторов осуществляется симметрирование смежных четверок.

По трехточечной схеме (рис. 8.26, б) вначале монтируются прямые муфты а, б, в, г, потом - симметрирующие муфты Б и в конце - конденсаторная муфта К.

В случае одноточечной схемы симметрирования (рис. 8.26, б) после

монтажа всех прямых муфт осуществляется симметрирование скрещиванием и с помощью конденсаторов в муфте К.

Для обеспечения высокой эффективности симметрирования соединяемые в муфтах А, Б, В и К отрезки линии должны быть примерно одинаковой длины.

Симметрирование цепей на каждом шаге симметрирования осуществляется в следующей последовательности.

1.Производят монтаж прямых муфт.

2.Измеряют прибором ИЕА в муфтах А или Б и К значения связей и асимметрий k1 , k2 , k3 между цепями, расположенными внутри четверок

соединяемых отрезков кабеля.

3.Измеренные значения связей и асимметрии записывают в табл. 8.5 (с примером заполнения).

4.Пользуясь приведенными в табл. 8.5 формулами для определения результирующих связей, определяют значения результирующих связей и асимметрии для каждого оператора скрещивания.

5.В соответствующие графы табл. 8.6 заносят максимальные значения

остаточных связей для каждого оператора скрещивания и выбирают оператор скрещивания, при котором эти значения минимальны.

144

Возможны случаи, когда этот критерий для значений k и е не совпадает, т. е. по наименьшей максимальной величине емкостной связи ( k1 , k2 , k3 ) следует

выбрать один оператор скрещивания, а по значению остаточной асимметрии (e1 , e2 , e3 ) - другой. В этом случае, как правило, предпочтение отдается

критерию уменьшения емкостных связей.

6.В соответствии с выбранным оператором соединяют проводники, затем измеряют остаточные связи и асимметрию смонтированных цепей.

7.Производят симметрирование скрещиванием цепей в данной муфте остальных четверок кабеля.

8.Аналогичным образом уменьшают емкостные связи и асимметрию в других муфтах шага симметрирования.

9.В конденсаторной муфте вначале производят скрещивание цепей соединяемых участков шага симметрирования. В случае достижения допустимых значений емкостных связей и асимметрии (табл. 8.6) симметрирование внутри шага заканчивается.

Таблица 8.6

путем включения симметрирующих конденсаторов. Симметрирование

конденсаторами осуществляется раздельно для емкостных связей и

145

асимметрии.

Пример симметрирования остаточных емкостных связей кабельной четверки по результатам измерений k1 , k2 , k3 приведен в табл. 8.7.

Подбор симметрирующих конденсаторов выполняется следующим образом. Из измерений (см. табл. 7.8) известно, что k1 =-30 пФ. Это означает, что сумма частичных емкостей (с13 + с24 ) меньше (с14 + с23 ) на 30 пФ. Включив между жилами 1-3 или 2-4 конденсатор емкостью 30 пФ, доведем значение k1 до нуля. Однако если конденсатор подключить лишь к одной паре жил (1-3) или (2-4), то при этом изменятся величины k2 и k3 . Поэтому при

симметрировании конденсаторы подключают к обеим парам жил (1-3) и (2-4) емкостью по 15 пФ. Аналогично определяют значения и схемы включения конденсаторов для ослабления k2 и k3 . Далее вычисляют суммарные значения

емкостей дополнительных конденсаторов. Поскольку симметрия цепей не

изменится при уменьшении емкости всех дополнительно включаемых конденсаторов на одинаковую наименьшую величину, из суммарных значений емкостей производится вычитание этого значения (в нашем примере 10 пФ).

146

8.9. СИММЕТРИРОВАНИЕ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ КАБЕЛЕЙ

Высокочастотные симметричные кабельные линии связи используются обычно по двухкабельной однополосной системе передачи. На этих линиях оборудуются аналоговые и цифровые системы передачи. Из АСП наиболее часто применяются системы К-60 и К-60П, КАМА, К-120, работающие в диапазонах 12 ... 252 и 12 ... 552 кГц. В настоящее время быстрыми темпами внедряются ЦСП типа ИКМ-120 (диапазон частот 8,5 МГц) и ИКМ-480 (17,5 МГц).

Симметрирование ВЧ кабельных линий осуществляется в основном для АСП. Для ослабления взаимных влияний на усилительном участке используются: на ближнем конце усилительного участка (УУ) - метод подбора строительных длин кабеля со значениями А0 (ω) ³ А0 тр для прокладки на концах

УУ и концентрированного симметрирования; на дальнем конце УУ - метод систематического скрещивания цепей, скрещивания цепей с выбором оператора скрещивания и концентрированного симметрирования. В

необходимых случаях в процессе строительства и эксплуатации кабельных магистралей применяется компенсационный метод ослабления взаимных помех между линейными трактами кабельных магистралей на участках ОУП-ОУП.

Рассмотрим методику симметрирования ВЧ кабелей на дальнем конце

УУ.

Для уменьшения влияний через третьи цепи кабеля при монтаже строительных длин в каждой муфте производят систематическое скрещивание первой цепи четверки (оператор соединения жил кабелях).

Скрещивание цепей с выбором оператора соединения жил кабеля осуществляется на смонтированном усилительном участке в одной, двух или трех точках УУ (рис. 7.28) по критерию достижения максимального или нормированного значения переходного затухания на дальнем конце Аl (ω)

148

между цепями каждой четверки кабеля во всем диапазоне частот.

Рис. 8.28. Схемы симметрирования ВЧ кабелей на усилительном участке: а - трехточечная; б – двухточечная; в – одноточечная.

Число точек скрещивания цепей определяется проектом строительства и зависит от качества кабеля и системы передачи кабельной магистрали.

Эффективность метода скрещивания цепей определяется сложностью частотных характеристик результирующих электромагнитных связей симметрируемых участков линии, диапазоном частот, методикой проведения

полученными соответственно при соединении «напрямое» (оператор

результате скрещивания цепей в заданном диапазоне частот или на частоте:

Аl (ω)эфф = Аl (ω)скр - Аl (ω)пр .

Переходное затухание на дальнем конце УУ при выборе оператора скрещивания измеряется обычно прибором ВИЗ-300 или ВИЗ-600.

Возможны два основных способа проведения скрещивания.

Первый способ состоит в последовательном (поэтапном) уменьшении влияний в каждой точке скрещивания линии. Например, при трехточечной схеме в точках 1, 3, а затем в точке 2. В каждой точке оператор скрещивания выбирается по критерию получения максимального значения Аl (ω) во всем

диапазоне частот для влияний 1/2 и 2/1. Число возможных комбинаций соединения жил в кабеле, содержащем Nn четверок, составляет

где п - число симметрируемых отрезков линии. Например, при n=2 и m=1

Nn =8, а при п=4 и m=4 Nn =96.

Второй способ симметрирования состоит в одновременном подборе операторов скрещивания во всех (n—1) симметрирующих муфтах. В этом

149

случае число возможных комбинаций соединения цепей определяется из уравнения

Из (8.77) и (8.78) видно, что метод одновременного подбора операторов

потенциально обеспечивает более высокую эффективность ослабления взаимных помех вследствие большего числа возможных комбинаций соединения жил кабеля, что увеличивает вероятность нахождения оптимальной комбинации, т. е. комбинации, дающей наибольший эффект ослабления помех. Однако при этом существенно возрастает трудоемкость симметрирования.

Обычно на практике не ищут оптимальной комбинации соединения цепей, а ограничиваются достижением требуемой нормами величины переходного затухания на дальнем конце, равного для АСП Alтр <73,8 дБ.

Концентрированное симметрирование влияний на дальнем конце при включении противосвязи в одной точке (рис. 8.28, а) применяется для компенсации влияний между цепями, расположенными внутри четверок, и при малых косвенных влияниях. В этом случае влияния 1/2 и 2/1 оказываются примерно одинаковыми, что позволяет с помощью одной противосвязи

расположенных на расстояниях, равных 1/3 от концов линии (рис. 8.28, б),

применяется для ослабления взаимных влияний между цепями различных четверок, у которых γ1 ¹ γ 2 .

Процесс концентрированного симметрирования влияния на дальнем конце включает:

измерение и оценку годографов передаточных функций на дальнем конце

Al (iω) ;

отбор комбинаций влияния, не удовлетворяющих заданным нормам защищенности и имеющих примерно одинаковые годографы влияний;

выбор по виду годографа ПФВП схемы противосвязи;

подбор элементов схемы противосвязей по критерию достижения требуемой нормами защищенности на дальнем конце для влияний 1/2 и 2/1;

монтаж схемы противосвязи в симметрирующей муфте и проверку защищенности между цепями.

150