Реферат: Проектирование аналоговых систем передач

--PAGE_BREAK--1.1.        Выбор аппаратуры уплотнения и построение схемы организации связи


В соответствии с выбранной трассой осуществляются выбор аппаратуры уплотнения и построение схемы организации связи. При этом необходимо знать назначение проектируемой связи, требуемую дальность связи  и количество каналов между оконечными и промежуточными пунктами.
<img width=«269» height=«163» src=«ref-2_1125056275-4236.coolpic» v:shapes=«Рисунок_x0020_210»>

                  Рис. 2. Схема условного размещения пунктов связи
Расстояние между Москвой и Пензой составляет <img width=«73» height=«19» src=«ref-2_1125060511-167.coolpic» v:shapes="_x0000_i1027">, а электрическая длина кабеля при этом <img width=«160» height=«19» src=«ref-2_1125060678-266.coolpic» v:shapes="_x0000_i1028"> 

В качестве вариантов аппаратуры уплотнения будем рассматривать системы передачи К-1020 (1-ый вариант) и К-1920 (2-ой вариант).

Рассчитаем экономическую эффективность этих вариантов.

Значения показателей для КОО оконечных станций для всех вариантов могут быть приняты как:

<img width=«132» height=«35» src=«ref-2_1125060944-316.coolpic» v:shapes="_x0000_i1029">; <img width=«132» height=«35» src=«ref-2_1125061260-313.coolpic» v:shapes="_x0000_i1030">.

Нормированный коэффициент эффективности <img width=«59» height=«20» src=«ref-2_1125061573-147.coolpic» v:shapes="_x0000_i1031">.

Для первого варианта:

Удельные капитальные затраты на один телефонный канал можно оценить как:

<img width=«291» height=«41» src=«ref-2_1125061720-710.coolpic» v:shapes="_x0000_i1032">.

Годовые эксплуатационные затраты на один телефонный канал:

<img width=«288» height=«41» src=«ref-2_1125062430-699.coolpic» v:shapes="_x0000_i1033">.

Наименьшая сумма приведенных затрат:

<img width=«311» height=«35» src=«ref-2_1125063129-674.coolpic» v:shapes="_x0000_i1034">.

Для второго варианта:

Удельные капитальные затраты на один телефонный канал можно оценить как:

<img width=«300» height=«41» src=«ref-2_1125063803-726.coolpic» v:shapes="_x0000_i1035">.

Годовые эксплуатационные затраты на один телефонный канал:

<img width=«286» height=«41» src=«ref-2_1125064529-700.coolpic» v:shapes="_x0000_i1036">.

Наименьшая сумма приведенных затрат:

<img width=«323» height=«35» src=«ref-2_1125065229-694.coolpic» v:shapes="_x0000_i1037">

Сводная таблица расчета:



Номер варианта

<img width=«39» height=«20» src=«ref-2_1125065923-129.coolpic» v:shapes="_x0000_i1038">

<img width=«37» height=«20» src=«ref-2_1125066052-128.coolpic» v:shapes="_x0000_i1039">

<img width=«39» height=«21» src=«ref-2_1125066180-133.coolpic» v:shapes="_x0000_i1040">

<img width=«37» height=«21» src=«ref-2_1125066313-131.coolpic» v:shapes="_x0000_i1041">

<img width=«31» height=«20» src=«ref-2_1125066444-119.coolpic» v:shapes="_x0000_i1042">

<img width=«29» height=«20» src=«ref-2_1125066563-115.coolpic» v:shapes="_x0000_i1043">

<img width=«21» height=«20» src=«ref-2_1125066678-103.coolpic» v:shapes="_x0000_i1044">

1 вар. (К-1020)

190

230

400

76

10

0.7

1874.25

2 вар. (К-1920)

190

230

300

65

10

0.7

2125.62



Из расчетов видно, что наиболее целесообразным следует считать 1-ый вариант, т. е. построение АСП на основе системы связи К-120.
1.4          
 
Определение линейного спектра и выбор типа кабеля
Линейный спектр системы определяется заданным числом каналов и выбранным типом аппаратуры уплотнения. В соответствии с этим определяется полоса частот, занимаемая линейным спектром (число каналов считаем N= 1020):

<img width=«219» height=«21» src=«ref-2_1125066781-366.coolpic» v:shapes="_x0000_i1045">.

Нижняя граничная частота: <img width=«189» height=«44» src=«ref-2_1125067147-440.coolpic» v:shapes="_x0000_i1046">.

<img width=«96» height=«24» src=«ref-2_1125067587-221.coolpic» v:shapes="_x0000_i1047">, тогда верхняя граничная частота будет вычисляться по формуле: <img width=«314» height=«28» src=«ref-2_1125067808-932.coolpic» v:shapes="_x0000_i1048">.

По полосе пропускания и, ориентировочно, по нижней границе спектра выберем тип кабеля. Выбираем коаксиальный кабель КМ-4 (2.6x9.4 мм)

--PAGE_BREAK--3.3      Размещение усилительных пунктов магистрали

Все усилительные пункты на магистрали разделяются на оконечные пункты (ОП), обслуживаемые усилительные пункты (ОУП) и необслуживаемые усилительные пункты (НУП). При размещении обслуживаемых пунктов следует исходить из максимально допустимого расстояния между ними.

Максимальное число НУП между ОУП для системы К-1020 равно: <img width=«61» height=«26» src=«ref-2_1125103213-166.coolpic» v:shapes="_x0000_i1142">.

Стоимость строительства и эксплуатации ОУП велика, поэтому расстояния между ними желательно делать максимально большими. Обычно ОУП размещают в крупных населенных пунктах, в которых намечается выделение каналов. Для размещения ОУП находят населенные пункты, имеющие бытовые условия для обслуживающего персонала и достаточную энергетическую базу. Расстояние между ОУП не должно превышать величину

<img width=«180» height=«26» src=«ref-2_1125103379-461.coolpic» v:shapes="_x0000_i1143">.

Температурное изменение километрического затухания кабеля на контрольной частоте плоской регулировки при максимальной изменении температуры почвы:<img width=«12» height=«45» src=«ref-2_1125103840-73.coolpic» v:shapes="_x0000_i1144">

<img width=«425» height=«32» src=«ref-2_1125103913-854.coolpic» v:shapes="_x0000_i1145">

Допустимое число НУП с грунтовой АРУ на секции плоско-наклонного регулирования:

<img width=«39» height=«18» src=«ref-2_1125104767-117.coolpic» v:shapes="_x0000_i1146">.

Изменение усиления ОУП в результате действия соответственно плоской и грунтовой АРУ

 <img width=«91» height=«24» src=«ref-2_1125104884-203.coolpic» v:shapes="_x0000_i1147">; <img width=«89» height=«25» src=«ref-2_1125105087-208.coolpic» v:shapes="_x0000_i1148">.

Максимальная протяженность секции плоско-наклонного регулирования:

<img width=«324» height=«48» src=«ref-2_1125105295-707.coolpic» v:shapes="_x0000_i1149">

Необслуживаемые усилительные пункты размещают равномерно на расстоянии <img width=«19» height=«23» src=«ref-2_1125106002-103.coolpic» v:shapes="_x0000_i1150"> друг от друга.

Электрическая длина кабеля  равна 630·1.01=636 км.

106 усилительных участков и один укороченный 5. к нему добавляем 1 эквивалентную линию в 1 км. Всего 107.
3.4      Расчет и построение диаграммы уровней

При проектировании магистрали рассчитывают и строят внешнюю диаграмму уровней. Диаграмма уровней является одной из главных паспортных характеристик на проектируемую магистраль. Она необходима для расчета ожидаемой мощности помех, по ней можно составить представление об изменениях относительных или измерительных уровней.

Диаграмма уровней строится для наиболее тяжелых условий работы верхнего по частоте канала систем передачи. Наиболее тяжелым условиям соответствует максимальная температура грунта. При этом затухание кабеля максимально, уровни приема наиболее низкие, мощность собственных помех в конце канала наибольшая, мощность помех от нелинейных переходов также максимальна.

Километрическое затухание кабеля для средней температуры:

<img width=«455» height=«32» src=«ref-2_1125106105-951.coolpic» v:shapes="_x0000_i1151">

Собственное затухание кабеля:

<img width=«231» height=«25» src=«ref-2_1125107056-380.coolpic» v:shapes="_x0000_i1152">.

Затухание станционных устройств:

<img width=«313» height=«25» src=«ref-2_1125107436-475.coolpic» v:shapes="_x0000_i1153">.

 Затухание усилительного участка:

<img width=«275» height=«26» src=«ref-2_1125107911-449.coolpic» v:shapes="_x0000_i1154">.

Километрическое затухание при максимальной температуре:

<img width=«483» height=«32» src=«ref-2_1125108360-946.coolpic» v:shapes="_x0000_i1155">.

Километрическое затухание при минимальной температуре:

<img width=«469» height=«32» src=«ref-2_1125109306-945.coolpic» v:shapes="_x0000_i1156">.

Значения максимально и минимально возможных затуханий:

<img width=«259» height=«25» src=«ref-2_1125110251-412.coolpic» v:shapes="_x0000_i1157">;

<img width=«247» height=«25» src=«ref-2_1125110663-414.coolpic» v:shapes="_x0000_i1158">.

 Уровень приема на входе последующего усилительного участка:

<img width=«336» height=«25» src=«ref-2_1125111077-488.coolpic» v:shapes="_x0000_i1159">.

Установочное усиление НУП:

<img width=«293» height=«25» src=«ref-2_1125111565-477.coolpic» v:shapes="_x0000_i1160">.

<img width=«252» height=«24» src=«ref-2_1125112042-412.coolpic» v:shapes="_x0000_i1161">.

<img width=«197» height=«26» src=«ref-2_1125112454-352.coolpic» v:shapes="_x0000_i1162">  — исходящий уровень будет выше номинального на величину <img width=«20» height=«16» src=«ref-2_1125112806-97.coolpic» v:shapes="_x0000_i1163">.

<img width=«299» height=«25» src=«ref-2_1125112903-466.coolpic» v:shapes="_x0000_i1164">.

<img width=«374» height=«25» src=«ref-2_1125113369-563.coolpic» v:shapes="_x0000_i1165">.
<img width=«547» height=«310» src=«ref-2_1125113932-10647.coolpic» alt=«Диаграмма уровней 3» v:shapes=«Рисунок_x0020_511»>
Рис. 5. Диаграмма уровней магистрали


    продолжение
--PAGE_BREAK--3.5      Влияние разброса длин усилительных участков на величину помех в канале

При проектировании и строительстве линий передач всегда стремятся к равномерному размещению усилительных пунктов на магистрали при номинальной длине усилительных участков, обеспечивающих минимум помех в конце канала. Однако выполнить это не всегда возможно, и поэтому будет иметь место разброс длин усилительных участков относительно их номинального значения, что приводит к увеличению мощности помех.

Увеличение мощности собственных помех из-за разброса длин усилительных участков можно оценить потерей помехозащищенности.

Максимально допустимый разброс затуханий усилительных участков: <img width=«84» height=«24» src=«ref-2_1125124579-196.coolpic» v:shapes="_x0000_i1167">.

 Потеря помехозащищенности равна:

<img width=«280» height=«51» src=«ref-2_1125124775-834.coolpic» v:shapes="_x0000_i1168">.
4       Помехи в каналах и трактах АСП и их нормирование


Правильность расстановки усилительных пунктов на магистрали проверяется путем расчета ожидаемой мощности помех линейного тракта и сравнения ее с допустимой. Помехи линейного тракта систем передачи по симметричным кабелям складываются из помех от линейных и нелинейных переходов и из собственных помех. Для систем передачи по КК мощностью помех от линейных переходов можно пренебречь.


4.3      Эталонные гипотетические цепи


Основой расчета шумовых характеристик составных частей АСП служат эталонные гипотетические цепи (ЭГЦ), которые ставятся в соответствие реальным магистралям.

Эталонные гипотетические цепи необходимы для определения таких показателей АСП, как допустимые тепловые помехи на входе линейных усилителей, номинальная длина усилительных участков, уровни передач, затухания нелинейности по гармоникам и т. п.

Помехи в каналах АСП слагаются из помех линейного тракта и помех оконечных и переприемных станций. Помехи линейного тракта состоят из собственных помех, помех линейных и нелинейных переходов.

Собственные помехи состоят из тепловых шумов и шумов транзисторов. Причиной помех линейных переходов являются электромагнитные связи между отдельными цепями. Помехи нелинейных переходов обусловлены нелинейностью амплитудных характеристик групповых линейных усилителей.

Величина помех в каналах АСП зависит от структуры и протяженности линейного тракта.

Для коаксиального кабеля мощности помех равны следующим значениям:

-                        мощность помех линейного тракта: <img width=«231» height=«24» src=«ref-2_1125125609-378.coolpic» v:shapes="_x0000_i1169">;

-                        мощность собственных помех: <img width=«235» height=«24» src=«ref-2_1125125987-380.coolpic» v:shapes="_x0000_i1170">;

-                        мощность помех нелинейных переходов: <img width=«243» height=«24» src=«ref-2_1125126367-389.coolpic» v:shapes="_x0000_i1171">.


4.4      Расчет допустимой мощности помех


Допустимая мощность помех линейного тракта для канала длиной Lкм :

<img width=«284» height=«24» src=«ref-2_1125126756-441.coolpic» v:shapes="_x0000_i1172">.

Мощность помех двух оконечных станций:

 <img width=«123» height=«24» src=«ref-2_1125127197-249.coolpic» v:shapes="_x0000_i1173">.

Псофометрическое значение допустимой мощности:

<img width=«319» height=«24» src=«ref-2_1125127446-503.coolpic» v:shapes="_x0000_i1174">.

Допустимая мощность помех:

<img width=«442» height=«48» src=«ref-2_1125127949-903.coolpic» v:shapes="_x0000_i1175">.

Уровень допустимой мощности помех:

<img width=«362» height=«25» src=«ref-2_1125128852-573.coolpic» v:shapes="_x0000_i1176">.

 

4.5      Расчет ожидаемой мощности собственных помех


Собственные помехи в каналах и трактах АСП носят флуктуационный характер. К ним относятся тепловые шумы резисторов, а также дробовые шумы электронных ламп и транзисторов.

Собственные помехи в кабельной магистрали определяются абсолютным уровнем собственных помех, приведенных к входу усилителей, усилением усилителей и числом усилительных участков.
Защищенность от собственных помех для одиночного участка на выходе усилителя:

<img width=«404» height=«25» src=«ref-2_1125129425-591.coolpic» v:shapes="_x0000_i1177">.

Мощность собственных помех на выходе одного усилительного участка в ТНОУ:

<img width=«314» height=«27» src=«ref-2_1125130016-588.coolpic» v:shapes="_x0000_i1178">.

Суммарная мощность собственных помех на выходе канала в ТНОУ:

<img width=«529» height=«27» src=«ref-2_1125130604-906.coolpic» v:shapes="_x0000_i1179">.


    продолжение
--PAGE_BREAK--