20. Системи організації зв'язку по кабельних магістралях

1. НОРМИ ПЕРЕШКОДОЗАХИСНОСТІ МІЖ ЛАНЦЮГАМИ

2. ОДНОКАБЕЛЬНИЙ І ДВОХКАБЕЛЬНИЙ ЗВ'ЯЗОК

3. ЗАХОДИ ЗАХИСТУ ВІД ВЗАЄМНИХ ВПЛИВІВ

1. НОРМИ ПЕРЕШКОДОЗАХИСНОСТІ МІЖ ЛАНЦЮГАМИ

Перешкоди, що виявляються в каналах зв'язку, по своїй дії підрозділяються на шуми і перехідні розмови. Напруга шумів маскує слабкі складові розмовної мови, знижуючи тим самим діапазон корисного сигналу. Перехідна розмова відволікає увагу розмовляючих абонентів і створює можливість підслуховування сторонніх розмов.

Розрізняють перешкоди:

теплові, обумовлені дробним ефектом ламп і хаотичним тепловим| рухом електронів в транзи|сторах| і жилах кабелю;

нелінійні шуми, виникаючих | у наслідок нелінійних характеристик| апаратури і пристроїв групового тракту;

лінійні переходи, обумовлениі електромагнітним впливом між ланцюгами зв'язку.

По діючих нормах МККТ| ве|личина всіх перешкод на еталонній лінії| завдовжки 2500 км в точці з нульовим відносним рівнем не повинна| перевищувати по потужності 10000 пВт| Це відповідає псофометричному напрузі шумів—1,1 мВ|. З ука|занної| норми (10000 пВт|) 2500 пВ| відводяться на долю апаратури кінцевих| і транзитних пристроїв інші 7500 пВт—| на лінію з підсиленням|| (в середньому 3 пВт| на 1 км тракту). Величини перешкод, відводяться на лінійний тракт, по-різному підрозділяються для симетричних і ко|аксіальних кабелів: симетричний| | кабель, кабель| коаксиальний

|

Нелінійні шуми % 25 50

Теплові шуми % 25 50

Лінійні переходи % 50 --

Оскільки коаксіальні кабелі володіють високими екрануючими властивостями, лінійні переходи в них повинні бути відсутніми. Проте величини перехідного згасання і захищеності як на коаксіальні кабелі, так і на інші типи ліній нормуються. Виходячи з допустимої величини шумів в каналах зв'язку 1,1 мВ| величина захищеності ланцюгів від перехідної розмови повинна бути не менше 54,7 дБ|. Прийняті наступні норми захищеності від взаємних впливів для еталонної кабельної лінії завдовжки 2500 км (переприймальної| ділянки): не менше 58,2 дБ—для| 90% комбінацій каналів і не менше 54,7 дБ—для| 100%.

Для двопровідних ланцюгів повітряних ліній зв'язку допускається захищеність 50,4 дБ|. Відповідно цим величинам нормуються значення захищеності і перехідного згасання на підсилювальну ділянку. Струми перешкод з підсилювальних ділянок складаються, тому захищеність на одну ділянку повинна бути збільшена в стільки разів, скільки підсилювальних ділянок має дана магістраль. Проте для струмів перешкод застосовується геометричний закон складання, тому величина захищеності зменшується не в N раз, а в ..Таким чином на ближньому і дальньому кінцях підсилювальної ділянки необхідно мати захищеність А3+10lg N, дБ|.

Норми перехідного згасання і захищеності повітряних і кабельних ліній визначаються по різній методиці. Для повітряних ліній захищеність нормується на еталонну лінію (2500 км), тому величину її необхідно перераховувати на одну підсилювальну ділянку. Для кабельних ліній захищеність нормується безпосередньо на одну підсилювальну ділянку (виходячи із захищеності на еталонну лінію). У всіх випадках слід мати на увазі, що із збільшенням довжини лінії вплив збільшується і захищеність знижується за законом А= A3— 10lg(lx / l),дБ.

Тут Аї A3— відповідно нормована і визначувана захищеності; l і lx — довжини ділянок, на яких нормується і визначається захищеність.

Для повітряних ліній зв'язку захищеність, дБ|, на довжині підсилювальної ділянки

А =50,4+10lg N. де N — число підсилювальних ділянок.

Перехідне згасання на дальньому і ближньому кінцях підсилювальної ділянки буде відповідно, дБ|:

А= 50,4+ 10lg N+ аl

А= 50.44+10lg N+20 lg +3,47

де р — коефіцієнт віддзеркалення, що приймається для систем ВЧ телефонії - | 0,1.

Для сталевих ланцюгів захищеність Аз=46,9 дБ|.

Для ВЧ ланцюгів симетричних кабелів нормується:

Захищеність на довжині підсилювальної ділянки, дБ| .... 73,8 (допускається 10% значень 71 дБ|)

Перехідне згасання на дальньому кінці, дБ| ......... 73,8 + аl

Перехідне згасання на ближньому кінці для двохкабельної системи, дБ| ......60,8

Перехідне згасання на ближньому кінці при однокабельній системі, дБ| ......73,8 + аl

Для НЧ| симетричних кабелів нормуються:

Двопровід- Чотірьохпровід-

ний| режим ний| режим

Захищеність на довжині підсилювальної ділянки, дБ| 60,8 65,1

Перехідне згасання на дальньому кінці, дБ| .... 60,84+ аl 65,1+ аl

Перехідне з| ближньому кінці, дБ| ....... 60,8+аl 65,1+аl

Для коаксіальних кабелів нормуються:

2,6/9,5 мм 1,2/4,6 мм

Захищеність на довжині підсилювальної ділянки, дБ| 110 90,3

Перехідне згасання на дальньому кінці, дБ| .. 110+аl 90,3+аl

Перехідне згасання на ближньому кінці, дБ| ....... 110+аl 90,3+аl

2. ОДНОКАБЕЛЬНИЙ І ДВОХКАБЕЛЬНИЙ ЗВ'ЯЗОК

На міжміських лініях зв'язок організовується по дво-| або чотирипровідній схемі (мал. 20.1). При двопровідній схемі передача в прямому і зворотному напрямах здійснюється по одній парі дротів. При чотирипровідній схемі по одній парі дротів здійснюється зв'язок в прямому напрямі, а по другій—| у зворотному напрямі. Ці схеми можна порівняти по дальності і стійкості високочастотного (ВЧ) зв'язку, числу каналів і взаємозахищеності| між ланцюгами.

По стійкості і дальності зв'язку перевага за чотирипровідними системами. Це пояснюється тим, що при організації високочастотної телекомунікації по двопровідній системі спектр ділиться на дві частини: нижню і верхню. Нижня частина спектру використовується для передачі в одному напрямі, а верхня—для| передачі в зворотному. Така двопровідна система зв'язку в каналах ВЧ є електрично чотирипровідною. Для розділення передачі| | в прямому і зворотному напрямах і запобігання генерації на вході і виході кожного підсилювача ставляться розділові фільтри (мал. 20.2). Ці фільтри вносять спотворення і лімітують дальність зв'язку по двопровідній схемі.

Рис.20.1. Системи зв'язку: Рис.20.2. Схемі ВЧ связі по дву-провідній системі

а) двопровідна; б)чотирипровідна за допомогою| фільтрів

При чотирипровідній системі зв'язок, в прямому і зворотному напрямах здійснюється в одній і тій же смузі частот, але. як указувалося вище, для прямої і зворотної передач використовуються різні пари дротів і в розділових фільтрах немає необхідності (мал. 20.3). Останнє є істотною перевагою чотирипровідної системи високочастотного зв'язку, оскільки значно спрощує підсилювальне устаткування і дозволяє здійснити стійкий зв'язок на значні відстані.

Рис.20.3. Схема ВЧ зв'язки по чотирипровідній системі

По числу організованим|| каналів дво-| і чотирипровідна система високочастотного зв'язку рівноцінні. Це положення наочно ілюструється наступним прикладом. Розглянемо 120-канальну систему передачі в діапазоні 12—552 кГц|.

При двопровідній системі перша половина спектру (12—252 кГц|) відводиться для зв'язку в одному напрямі, а друга половина (312—552 кГц|) —для передачі в зворотному. В результаті по одній парі дротів здійснюється 60 двосторонніх каналів. Для отримання 120 каналів необхідно зайняти дві пари дротів.

При чотирипровідній системі по одній парі організовуються 120 каналів зв'язку (12—552 кГц|) в прямому напрямі, а по другій парі в тому ж частотному діапазоні (12—552 кГц|) — 120 каналів у зворотному напрямі. У результаті загальне число каналів зв'язку по двох парах дротів як при чотирипровідній, так і двопровідної системах однаково і рівне 120 (мал. 20.4).

Проте якщо є подвоєне число ланцюгів, то при чотирипровідній системі зв'язку можна утворити таке ж число каналів, як і при двопровідній, використовуючи в 2 рази менший діапазон частот.

Рис. 20.4. Порівняння систем ВЧ зв'язку Рис.20.5. Режими передачі по кабельних|

а) дво|провідна б) чотирьохпровідна ланцюгах| по числу каналів а) співпадаючий б) зустрічний

Це дозволить працювати при меншому загасанні кабельної лінії, у зв'язку з чим збільшується відстань між підсилювальними пунктами і скоротиться число їх на магістралі.

По перешкодозахисній ланцюгів перевага за двопровідною системою.

При передачі електромагнітної енергії по одному з ланцюгів (що впливає) частина енергії переходитиме у вигляді перешкод в сусідні ланцюги (схильні до впливу), розташовані в загальному кабелі. Ланцюги в кабелі можуть опинитися як в співпадаючому, так і в стрічному режимах передачі (мал. 20.5). Встановлено, що в якнайгірших умовах (у сенсі взаємного впливу) знаходиться стрічна передача. В цьому випадку високий витікаючий рівень впливаючого ланцюга потрапляє на приймач ланцюга, схильного до впливу, і створює в ньому значну перешкоду. Рівень перешкод за рахунок впливу сусіднього ланцюга в даному випадку може виявитися сумірним з корисним сигналом і подавити його.

Якщо передача по впливаючому і схильному до впливу ланцюгам співпадає, то енергія розповсюджується з однаковим рівнем і тому перешкоди впливають значно менше. У двопровідній системі високочастотні зв'язки ланцюга в кабелі знаходяться в співпадаючому режимі передачі, а при чотирипровідній системі звязку| стрічному режимі. Це наочно ілюструється мал. 20.6, де показано взаємний вплив між ланцюгами при дво-| і чотирипровідної системах зв'язку.

При двопровідній системі в кожному ланцюзі передається у напрямі А—Б| один спектр частот (наприклад, 12—252 кГц|), а у зворотному напрямі від Б—А—другий спектр (наприклад, 312—552 кГц|). При чотирипровідній системі зв'язку передача в прямому (А—Б|) і зворотному (5—14) напрямах здійснюється в одному і тому ж спектрі частот (наприклад, 12—552 кГц|) -

Рис.20.6. Вплив в кабелях міжміського зв'язку при системі: а) двопровідної; б) чотирипровідної

З погляду взаємних впливів між кабельними ланцюгами двопровідна система ВЧ зв'язку знаходиться в сприятливіших умовах в порівнянні з чотирипровідною.

Оцінюючи дво-| і чотирипровідну| системи в цілому по всіх параметрах, можна визнати, що чотирипровідна система володіє істотними перевагами по стійкості і дальності зв'язку і рівноцінна двопровідній системі по числу каналів. Тому вона є найбільш доцільною схемою організації високочастотної телекомунікації. Для підвищення перешкодозахисної ланцюгів і усунення небажаного режиму стрічної передачі на кабельних магістралях застосовується двохкабельна система зв'язку. В цьому випадку прямі і зворотні ланцюги розміщуються | в окремих кабелях (мал. 20.7,а) (ланцюги напряму А—Б| в кабелі 1, а ланцюги напряму Б—А| в кабелі 2). В результаті в кожному : кабелі знаходяться ланцюги, взаємно узгоджені по режиму передачі.

Ланцюги прямої і зворотної передач можна розділити також за допомогою електромагнітного екрану, тобто можна організувати по екранованих кабелях високочастотні чотирипровідні ланцюги при однокабельній системі зв'язку (20.7,6).

Рис. 20.7. Системи зв'язку: а) двохкабельна;б) однокабельна

На повітряних лініях зв'язку чотирипровідні схеми зв'язку не застосовуються, як як для усунення стрічного режиму передачі довелося б споруджувати дві паралельні повітряні лінії, що абсолютно недоцільно. Тому на повітряних лініях організовується двопровідна система зв'язку із смугами частот, що рознесли. Обмеження в дальності зв'язку, що накладаються двопровідною схемою, при обліку великих довжин ділянок, трансляцій, на повітряних лініях не мають істотного значення.

Викладене вище відноситься, головним чином, до симетричних кабельних ліній. На коаксіальних кабельних магістралях застосовується чотирипровідна схема зв'язку при однокабельній системі зв'язку. Завдяки високим екрануючим властивостям коаксіальних ланцюгів можлива передача в прямому і зворотному напрямах поодинці коаксіальному кабелю.

Таким чином, на існуючих лініях телекомунікації прийняті наступні системи організації зв'язку:

Схема связі Система організації

Симетричний кабель чотирьохпровідна двокабельна|

Коаксіальний кабель чотирьохпровідна однокабельна|

Повітряна лінія двухпровідна однолінійна

3. ЗАХОДИ ЗАХИСТУ ВІД ВЗАЄМНИХ ВПЛИВІВ

Найважливішою умовою здійснення багатоканального високочастотного зв'язку на великі відстані є захист ланцюгів від взаємних і зовнішніх перешкод. Взаємні перешкоди обумовлені впливом поряд розташованих ланцюгів на лінії. Як джерела зовнішніх перешкод, що впливають на лінії зв'язку, є лінії електропередачі, електрифікований транспорт, радіостанції, атмосферна електрика і інші електричні системи, що створюють сильне електромагнітне поле. На повітряних лініях зв'язку для захисту від електромагнітних впливів проводиться схрещування, яке виконується в процесі будівництва ліній.

Основними способами захисту кабельних ланцюгів від впливів є скручування, екранування і симетрування| ланцюгів.

Скручування ланцюгів в групи і повивы| здійснюють промислові підприємства в процесі виготовлення кабелю.

Екранування ланцюгів також проводиться на заводі шляхом накладення на окремі кабельні групи або загальне кабельне скручування тонких металевих оболонок — екранів.

Симетрування| ланцюгів виконують, як правило, в процесі монтажу і будівництва кабельної лінії.

У симетричних кабелях використовуються всі три вказані способи захисту від взаємних і зовнішніх перешкод. У коаксіальних кабелях необхідний ефект захисту досягають за рахунок електромагнітного екранування.

Нижче розглядаються питання схрещування, скручування і симетрування| ліній зв'язку. Екранування ланцюгів зв'язку розглядається в наступному розділі.