Вопросы и задачи для самоконтроля к лекциям 4-6

1. Необходимость организации двусторонних каналов. Основные проблемы.

2. Изобразите схемы организации двусторонних каналов переда­чи двухпроводного однополосного, четырехпроводного одно­полосного и двухпроводного двухполосного.

3. Назначение развязывающих устройств при организации дву­сторонних каналов, требования к ним и их классификация.

4. Поясните физическую сущность балансного затухания транс­форматорной дифференциальной системы.

5. Поясните физическую сущность таких понятий, как запас ус­тойчивости и устойчивость.

6. Причины возникновения искажений от обратной связи в оди­ночной замкнутой системе, их оценка и способы снижения.

7. Электрическое эхо, механизм его возникновения и способы снижения его мешающего влияния.

8. Заданы два генератора с внутренним сопротивлением R_г1 = 300 Ом и R_г2 = 600 Ом. Необходимо обеспечить их независимую работу на общую нагрузку R_H = 150 Ом с помощью трансформаторной дифсистемы (ТДС). Рассчитать коэффициенты трансформации и неравноплечности дифференциального трансформатора ТДС. Ответ: для одного из возможных вариантов согласованного включения генераторов и нагрузки к ТДС коэффициент трансформации n = 1,225 и коэффициент неравноплечности =2.

9. Для выбранной ТДС предыдущей задачи и исходных данных определить входные сопротивления и затухания в направле­ниях пропускания.

10. Определить устойчивость двустороннего усилителя однопо­лосной двухпроводной системы связи, если волновое сопро­тивление линии Z_Л1 = 200 Ом и Z_Л2 = 192 Ом, величина балансного сопротивления ТДС Z_б1 = Z_б2 = 197 Ом, затухание прилегающих к усилителю усилительных участков принять равным А_y1 = 28 дБ и А_у2 = 26 дБ. Ответ: = 11,1 дБ.

11. Для исходных данных предыдущей задачи определить вели­чину критического усиления S_кр двустороннего (дуплексного) усилителя, при котором устойчивость одиночной замкнутой системы равна нулю, величину искажений от положительной и отрицательной обратной связи.

Ответ: S_кр = 40,1 дБ, u .

12. Определить требования к величинам затухания направляющих фильтров нижних частот - ФНЧ и верхних частот - ФВЧ, при которых искажения от обратной связи не будут более 0,2 дБ. Максимальное затухание усилительных участков принять рав­ным А₁= 32,3 дБ в полосе эффективного пропускания ФНЧ и А₂ = 47,8 дБ в полосе эффективного пропускания ФВЧ.

Ответ: затухание ФНЧ в полосе эффективного задерживания А_фнч = 64,2 дБ и ФВЧ в полосе эффективного задерживания А_фвч = 48,6дБ.

Лекция 7 Общие принципы построения многоканальных систем передачи

Технико-экономическое обоснование применения многоканальных систем передачи

Основу современных телекоммуникационных систем составляют многоканальные системы передачи (МСП), позволяющие получить типовые каналы и тракты и обеспечить экономически целесообраз­но организованную связь на любые расстояния. Последнее утвер­ждение подтвердим следующими рассуждениями.

Пусть между пунктами А и Б, расстояние между которыми L км, требуется организовать N каналов. Необходимое количество каналов может быть организовано на воздушных, кабельных и радиорелейных линиях различными способами. Например, требуется организовать 480 каналов. Их можно получить путем организации 480 физических цепей и на каждой цепи организовать один канал, а можно использо­вать одну физическую цепь и с помощью МСП получить необходимое число каналов.

С экономической точки зрения представляют интерес только те варианты организации связи, которые при прочих равных условиях требуют меньших затрат.

Представление об эффективности использования МСП можно получить путем сравнения вариантов организации связи между пунктами А и Б путем сравнения вариантов по общим или удельным капитальным вложениям. Рассмотрим два варианта организации N каналов: по первому из них необходимое количество каналов N получается путем использования N физических цепей, а по второму варианту необходимое количество каналов получается путем ис­пользования МСП и одной физической цепи.

Общие капитальные вложения определяются формулами: по первому варианту

(1)

и по второму варианту

К₂ = (К_л + К_ц) L + 2К_о, (2)

где К_Л - стоимость прокладки одного километра физической цепи и соответствующего технического оснащения; К_Ц - стоимость одного километра физической цепи; N - необходимое количество каналов (цепей); L - протяженность магистрали (расстояние между пунктами А и Б); К_о - стоимость оборудования МСП оконечных пунктов маги­страли.

Удельные капитальные вложения по вариантам k₁ и k₂ определяют­ся как частное от деления общих капитальных вложений на протяжен­ность каналов магистрали - на канало-километры NL.

Для первого варианта

(3)

для второго варианта

(4)

Общая экономия от применения оборудования многоканальных систем передачи (МСП) будет равна

(5)

и удельная экономия

(6)

Зависимости, выраженные формулами (1) - (6), представлены графически на рис. 1 и рис. 3 при фиксированном количестве кана­лов N = const и на рис. 2 и рис. 4 при фиксированной протяженности магистрали L = const.

Из формул (5) и (6) и рис.1 - 4 видно, что использование многока­нальных систем передачи для получения заданного числа каналов на одной физической цепи экономически оправдано, если потребность каналов и протяженность магистрали больше некоторых критических значений N_K и L_K. Экономия от применения МСП тем выше, чем боль­ше пучок каналов N и протяженность магистрали L.

Рис. 1. К определению капитальных вло­жений и общей экономии для вариантов организации связи при N = const

Рис. 2. К определению капитальных вло­жений и удельной экономии для вариантов организации связи при L = const

Рис. 3. К определению удельных капи­тальных вложений и удельной экономии для вариантов организации связи при N = const

Рис. 4. К определению удельных капитальных вложений и экономии для вариантов организации связи при L = const

При использовании многоканальных систем передачи для раз­личных линий связи (кабельные, радиорелейные и др.) общие капитальные вложения равны

K = (K_Л+K_Сn)L (7)

и удельные капитальные вложения

(8)

где К_Л - стоимость одного километра магистрали без стоимости оборудования МСП; К_с- стоимость одной МСП, отнесенная на один километр магистрали; n - количество многоканальных систем пере­дачи; N'- количество каналов, образуемых одной МСП; L - протя­женность магистрали, км.

Для иллюстрации эффективности использования МСП (или про­сто систем передачи) рассмотрим некоторые примеры.

Пример 1. Необходимо организовать N = 30 телефонных каналов между пунктами А и В. Определить расстояние L_K, начиная с которого целесообразно использовать систему передачи для организации 30 кана­лов на одной физической цепи. Известно, что стоимость одного километра физической цепи К_Л = 6000 руб/км, стоимость оборудования систем переда­чи оконечных станций равно К_о = 1 150 000 руб.

Решение. Необходимое число каналов может быть получено путем использования 30 физических цепей или с использованием одной физиче­ской цепи и системы передачи на 30 каналов. Общая экономия от примене­ния системы передачи и одной физической цепи определяется по формуле (5) . Так как при (см. рис. 1 и 3), то , откуда = 2 х 1 150 000/6000 (30 - 1) = 13,2 км. Следовательно, до расстояния, равного 13,2 км, экономически целесообразнее заданное число каналов получить с помощью 30 физических цепей, а начиная с расстояния между пунктами А и В, большего 13,2 км, экономически выгоднее использовать систему передачи, позволяющую на одной физической цепи получить 30 каналов.

П р и м е р 2. Определить экономию от использования системы передачи К-300 вместо системы К-60 для организации 600 каналов тональной частоты на магистрали протяженностью L = 1000 км. Варианты организации: 1-й вариант - используются кабель типа МКС 7х4х1,2 и n=10 систем К-60, позволяющих получить 600 каналов; 2-й вариант - применяются кабель типа МКТП-4 и n = 2 системы передачи К-300, позволяющих получить также 600 каналов. Стоимость одного километра кабеля типа МКС равна К_Л = = 278 500 руб/км и стоимость одной системы передачи К-60, отнесенная к одному километру магистрали, равна К_с = 5250 руб/км; стоимость одного километра кабеля типа МКТП равна К_Л = 217 600 руб/км и стоимость одной системы передачи К-300, отнесенная к одному километру равна К_с= = 10 075 руб/км.

Решение.Согласно формуле (7) имеем:

по первому варианту = (278 500 + 5250 х 10) X 1000 = = 331 000 000 руб;

по второму варианту = (217600 + 10075 х 2) X 1000 = = 273 750 000 руб.

Общая экономия при использовании второго варианта равна = 93 250 000 руб.

Рассмотренные примеры показывают, что применение многоканальных систем передачи позволяет экономически целесообразными способами организовать необходимое число каналов на телекоммуникационных сетях.