Навчальна дисципліна	“СИСТЕМИ ПЕРЕДАЧІ В ЕЛЕКТРОЗВ’ЯЗКУ”
Змістовий модуль № 4	ЛІНІЙНІ ТРАКТИ ЦИФРОВИХ БАГАТОКАНАЛЬНИХ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧІ.
Лекція № 19	ПОРЯДОК ВИЗНАЧЕННЯ ДОВЖИНИ РЕГЕНЕРАЦІЙНОЇ ДІЛЯНКИ.

План лекції

Навчальні питання:

1. Визначення довжини ділянки для коаксіального кабелю.

2. Визначення довжини ділянки для симетричного металевого кабелю.

3. Визначення довжини ділянки для ВОЛЗ.

Навчально-матеріальне забезпечення:

1. ПЕОМ, мультимедійний проектор.

2. Презентація у форматі PowerPoint.

Навчальна література:

1. Иванов В.И., Гордиенко В.Н., Попов Г.Н. Цифровые и аналоговые системы передачи. – М.: Горячая линия. Телеком, 2003. – С. 701–721.

1. Визначення довжини ділянки для коаксіального кабелю.

Загальні рекомендації. На магістралях ЦСП використовуються регенераційні пункти, що не обслуговуються (НРП), та пункти, що обслуговуються (ОРП). Пункти, що обслуговуються, розташовують тільки в населених пунктах. На кожному ОРП міститься по два комплекти обладнання лінійного тракту ЦСП. Відстань між сусідніми ОРП не повинна перевищувати довжини секції дистанційного живлення та є паспортною (довідковою) величиною. Між сусідніми ОРП розміщують НРП. Допустима кількість НРП між сусідніми ОРП також є паспортною (довідковою) величиною. Під час розміщення НРП на магістралі доцільно враховувати наступні рекомендації:

• довжина регенераційної ділянки (РД) не повинна перевищувати максимально допустиме значення;

• доцільно забезпечити рівномірне розташування НРП на кожній з ділянок ОРП-ОРП;

• необхідно використати можливо меншу кількість НРП на кожній з ділянок ОРП-ОРП;

• за результатами розрахунку, при появі необхідності використати укорочені РД, їхнє корегування можна забезпечити застосуванням штучних ліній (ШЛ), що встановлюються тільки на станційних регенераційних пунктах (КП, ОРП);

• укорочені ділянки доцільно встановлювати біля пунктів, де розміщене комутаційне обладнання, яке створює в процесі роботи потужні завади.

Максимально допустиму довжину РД можна визначити, використовуючи співвідношення:

, (1)

де - максимально перекриваюче загасання (дБ) РД на розрахунковій частоті (тобто підсилювальна спроможність НРП) для відповідного типу ЦСП, - коефіцієнт загасання кабелю на розрахунковій частоті (вона дорівнює напівтактовій частоти: ) при максимальній температурі ґрунту.

Величина визначається за формулою:

, (2)

де - робоча частота (в МГц), значення коефіцієнтів для різноманітних типів кабелів є довідковими.

Розрахунок кількості регенераційних дільниць і складання плану розміщення НРП на магістралі. Дія визначення кількості РД на кожній з ділянок ОРП-ОРП і наступного розміщення НРП спочатку визначається число М за виразом:

, (3)

де ]а[ - ціла частина а, - довжина ділянки ОРП-ОРП; - номінальна довжина РД.

Далі аналізується різниця:

. (4)

1. Якщо , то довжина кожної РД приймається рівною номінальній, а кількість РД дорівнює М, тобто .

2. Якщо , то ділянка ОРП-ОРП складатиметься з М дільниць номінальної довжини та однієї укороченої РД довжиною:

.

Загальна кількість РД складатиме . В цьому випадку, АРП регенератора здатна скорегувати загасання на укороченій РД, що забезпечить нормальну роботу ЦСП. При цьому, укорочену ділянку (в принципі) можливо розташувати на магістралі ЦЛТ довільно.

3. Якщо ж , то можливі два варіанти.

Перший передбачає використання укороченої ділянки, еквівалентна довжина якої доповнюється до номінального значення штучною лінією (ШЛ). Загальна кількість РД, як й в попередньому випадку, дорівнює .

Другий варіант виключає використання ШЛ шляхом створення з двох РД (однієї - номінальної довжини та другої - укороченої) двох укорочених. Довжина кожної з них визначається співвідношенням:

(5)

і перевищує половину довжини РД, тобто різниця стає більше 0,5 ( ), що й дозволяє відмовитися від ШЛ.

Використання двох укорочених дільниць замість однієї забезпечує: по-перше, можливість корекції загасання ділянки регенерації з допомогою АРП регенератора, по-друге, підвищення захищеності регенератора кожної з укорочених дільниць: Ці ділянки доцільно примикати до місць розташування КП або ОРП, комутаційне обладнання яких створює підвищений рівень завад.

Далі, на практиці визначається можливість розміщення НРП у відповідності з розрахунками на трасі. Найчастіше, через особливості траси потрібно корегувати первинне розміщення НРП. Звичайно, корегування призводить до збільшення кількості РД. На трасі будуть РД як номінальної довжини, так й укорочені. Однак, і це корегування може бути проміжним. Справа в тому, що якщо результати наступних розрахунків доведуть, що захищеність від завад сигналів ЦЛТ виявиться недостатньою, то для її підвищення може бути доцільним зменшення довжини РД і наступний перерозподіл розміщення НРП.

Таким чином, процес розміщення НРП складається з кількох етапів і передбачає виконання наступних операцій.

1. Вибір довжини РД, що не перевищує максимальне допустиме значення . Звичайно вибирають .

2. Перевірка реального розміщення НРП на трасі.

3. Розрахунок допустимих і очікуваних значень захищеності ( , ) і імовірності помилок ( і ).

4. Порівняння очікуваних захищеності та імовірності помилок з допустимими значеннями.

Якщо очікувані значення захищеності та імовірності помилки не задовольняють допустимим значенням, то довжина кожної з РД зменшується на величину в межах . В технічних даних апаратури ЦСП, як правило, вказуються допустимі межі відхилення довжини РД від номінального значення.

В деяких випадках, під час великого завантаження основного кабелю може виявитися доцільним введення додаткового кабелю, що дозволяє знизити завантаження основного кабелю та підвищити завадозахищенність сигналу ЦЛТ. При цьому може з’явитися можливість збільшити довжину РД.

По закінченні всіх розрахунків розглянутого розділу складається схема (план) розміщення регенераційних пунктів на кожній з дільниць (секцій) магістралі (між суміжними КП). Після укладання плану розміщення регенераційних пунктів (НРП, ОРП, ПВ і транзиту) проводиться оцінка завадостійкості ЦЛТ.

Надалі доцільно розглянути особливості розрахунку ЦЛТ в залежності від типу кабелю.

Відповідно до рекомендацій МСЕ-Т коефіцієнт помилок у лінійному тракті не повинен перевищувати 10^-4. Через те, що помилки на різних регенераційних ділянках (РД) виникають взаємно незалежно для одиночного регенератора, то Р_ОШ=10^-6/n, де n - число регенераторів (це значення буде обґрунтовано в наступному питанні). Звичайно, як це зроблено в еквівалентній схемі (рис. 1), реальні лінії та підсилювач заміняють ідеальними (відсутні шуми), а на вході підсилювача включають еквівалентний генератор шуму (ГШ). При даному типі кабелю джерелами завад є:

• тепловий шум лини P_T.Ш=kT∆f, де k=1,28-10^-23 Дж/град - постійна Больцмана, Т - абсолютна температура за Кельвіном, ∆f=(0…0,5f_T), тобто ∆f=0,5f_T - робочий діапазон частот лінійного тракту;

• власні шуми підсилювача, вплив яких визначається за допомогою коефіцієнта шуму D_Ш, причому потужність цих шумів P_С.Ш=P_T.ШD_Ш.

Рис. 1. До розрахунку регенераційної ділянки.	Рис. 2. Взаємний вплив між ЦСП при однокабельній роботі.	Рис. 3. Взаємний вплив між ЦСП при 2-кабельній роботі.

Можна підрахувати, що при нормальній температурі та ширині смуги частот ∆f=1 МГц, P_Т.Ш=0,404*10^-11 мВт, що відповідає рівню за потужністю P_T.Ш= –114 дБ. Тоді рівень теплового шуму ГШ дорівнює:

Р_Т.Ш= -114+10lg(0,5f_T/1МГц)+D_Ш. (1)

Точна оцінка потужності корисного сигналу на вході регенератора досить складна, тому що спектр сигналів HDB3 широкий та загасання лінії залежить від частоти. Однак, через те, що найбільш потужні компоненти спектра даних сигналів розташовані в області частоти 0,5f_T, спрощено розрахунок загасання лінії проводиться на даній частоті. Таким чином, Р_ПР=Р_ПЕР-α(0,5f_Т)l, де α(f) - кілометричне загасання кабелю. Захищеність сигналів від завад на вході регенератора з врахуванням виразу (1) має вигляд:

,

де .

Задаючись необхідною величиною Р_ОШ по табл. 1 вибирають захищеність А_ТАБЛ, звідки визначається: ( =6 дБ). Величину рекомендується брати:

1. =6 дБ під час використання первинної ЦСП (ІКМ-30);

2. =8 дБ – вторинної (ІКМ-120);

3. =10 дБ – третинної (ІКМ-480);

4. =12 дБ – четвертної (ІКМ-1920).

У результаті одержимо наступну формулу для розрахунку довжини РД:

.

Таблиця 1

Співвідношення К_ОШ і А_ТАБЛ для двійкових лінійних сигналів.

РОШ	10^-2	10^-4	10^-5	10^-6	10^-7	10^-8	10^-9	10^-10	10^-11	10^-12
А ТАБЛ, дБ	16,1	17,7	18,8	19,7	20,5	21,2	21,7	22,2	22,6	23

Таблиця 2

Співвідношення К_ОШ і А_ТАБЛ для трійкових лінійних сигналів.

КОШ	10^-5	10^-6	10^-7	10^-8	10^-9	10^-10	10^-11	10^-12
АТАБЛ, дБ	19,6	20,5	21,5	22	22,9	23,4	24,5	25,3

Наведена залежність між імовірністю помилки, що виникає в регенераторі Р_ОШ і захищеністю А_З має місце і для інших видів завад, зокрема, для завад від лінійних переходів.