Курсовой проект - Проектирование и расчет многоканальных телекоммуникационных систем
Подождите немного. Документ загружается.
Рис. 6. Частотная зависимость коэффициента фазы , рад/км
Частотная зависимость волнового сопротивления
коаксиальной цепи иллюстрируется графиком на рис. 7. Модуль
волнового сопротивления с увеличением частоты уменьшается.
Рис. 7. Частотная зависимость волнового сопротивления Zв, Ом
Скорость распространения электромагнитной энергии по
кабельным линиям с ростом частоты существенно возрастает.
Скорость распространения электромагнитной энергии по линии
при постоянном токе составляет примерно 10000 км/с, а при
токах высоких частот имеет величину порядка 250000 км/с,
21
f,кГц
74,05
74,1
74,15
74,2
74,25
74,3
74,35
74,4
74,45
4332 18174 32016 45858 59700
Z,Ом
Ом
приближаясь к скорости света. Фазовая скорость показана на
рис.8.
Рис.8. Частотная зависимость скорости распространения
электромагнитной энергии
,км/с
Рис.9. Частотная зависимость времени распространения по
кабелю Т, с/км
2.2.4. Выбор длины усилительного участка и обоснование
размещения ОУП и НУП на магистрали
22
279200
279400
279600
279800
280000
280200
280400
280600
280800
281000
281200
4332 32016 59700
f,кГц
v,км/с
км/с
3,55E-06
3,55E-06
3,56E-06
3,56E-06
3,56E-06
3,56E-06
3,56E-06
3,57E-06
3,57E-06
3,57E-06
3,57E-06
4332 32016 59700
f,кГц
T,с/км
с/км
Линейный тракт АСП содержит линейные усилители трактов
передачи и приема оконечных ПУНКТОВ, усилительные участки линии и
промежуточные усилительные пункты, предназначенные для компенсаций
затухания усилительных участков линии.
Линейный тракт ЦСП содержит передающее и приемное
оборудование линейного тракта, регенерационные участки линии и
регенерационные пункты, предназначенные для восстановления
первоначальной формы, амплитуды и временных положений
импульсов.
Большинство промежуточных усилительных и регенерационных
пунктов являются необслуживаемыми (НУП и НРП) и только часть этих
пунктов является обслуживаемыми (ОУП и ОРД). Необслуживаемые
пункты питаются дистанционно по тем же цепям, по которым передаются
и линейные сигналы.
Размещение ОУП (ОРИ) следует производить по возможности в круп-
ных населенных пунктах, где они могут быть обеспечены электроэнер-
гией, водой, топливом, условиями для обслуживающего персонала и где
обычно производится выделение каналов. Расстояние по кабелю между
обслуживаемыми пунктами равно 120км для СП К-10800.
Рассчитанный коэффициент затухания цепей кабеля соответствует
температуре 20С
)(
20
. Значение коэффициента затухания при
температуре
0
t
С
)(
t
на глубине прокладки кабеля определяется по
формуле, в дБ/км
)20(1
20
t
t
, (36)
кмдБ
t
/5)5.720(102116.5
3
1
кмдБ
t
/4,10)5.720(102166,10
3
2
кмдБ
t
/85,13)5.720(10212,14
3
3
кмдБ
t
/6,16)5.720(102117
3
4
23
кмдБ
t
/7,18)5.720(10212,19
3
5
С увеличением частоты затухание кабельной линии связи усили-
вается, поэтому для АСП длина усилительного участка рассчитывается на
верхней частоте рабочего диапазона по формуле в км
махt
сруу
S
3,1
, (37)
км
сруу
2
7,18
3,139
После проведенных расчетов построим схему размещения УП (РП)
на магистрали с нумерацией всех УП (РП). Нумерация ОУП ведется: от
административного центра высшего назначения к административному
центру низшего назначения, на магистралях, соединяющих
административные центры одинакового значения, с севера на юг. В нашем
случае нумерация ОРП ведется от Киева к Севастополю.
Размещение регенерационных пунктов на магистрали представлено
в приложении 2.
2.3. Третья глава. Проектирование магистрали
2.3.1. Расчет параметров взаимного влияния.
24
В курсовом проекте необходимо рассчитать переходное затухание
на ближнем конце А
о
и защищенность на дальнем конце Аз на длине
усилительного (регенерационного) участка на тех же пяти частотах, на
которых рассчитаны параметра передачи.
Взаимные влияния между коаксиальными парами определяются
конструкцией внешнего проводника коаксиальных пар
Сопротивление связи
)2(
10
6
12
tDD
N
, 0м/км, (38)
где
N
коэффициент, определяемый по формуле
2
2
tк
e
к
N
(39)
Для f
1:
5
2
3,0104332021,0
3
3
1085,4
1057
104332021,02
3
eN
кмОм /61,1
)3,023,9(3,914,3
101085,4
65
12
Для f
2:
5
2
3,01018174021,0
3
3
1093,9
1057
1018174021,02
3
eN
кмОм /3,3
)3,023,9(3,914,3
101093,9
65
12
Для f
3:
5
2
3,01032016021,0
3
3
1013
1057
1032016021,02
3
eN
кмОм /3,4
)3,023,9(3,914,3
101013
65
12
Для f
4:
5
2
3,01045858021,0
3
3
1016
1057
1045858021,02
3
eN
кмОм /3,5
)3,023,9(3,914,3
101016
65
12
Для f
5:
5
2
3,01059700021,0
3
3
1018
1057
1059700021,02
3
eN
25
кмОм /6
)3,023,9(3,914,3
101018
65
12
Сопротивление связи с учетом экрана
ВНZ
Z
Э
LL
L
ZZ
1212
,
0м/км (40)
Z
L
продольная индуктивность спиральных стальных лент
2
4
)2(102
h
t
tDL
Э
Z
, Гн/км; (41)
кмГнL
Z
/1065,18
10
3,0
)3,023,9(1001014,32
4
2
4
ВН
L
- внутренняя индуктивность стальных лент
)]2/()22ln[(102
4
tDttDL
ЭВН
, Гн/км. (42)
кмГнL
ВН
/108,11)]3,023,9/()3,023,023,9ln[(101002
44
Для f
1:
кмОмZ
Э
/99,0
108,111065,18
1065,18
61,1
44
4
12
Для f
2:
кмОмZ
Э
/2
108,111065,18
1065,18
3,3
44
4
12
Для f
3:
кмОмZ
Э
/6,2
108,111065,18
1065,18
3,4
44
4
12
Для f
4:
кмОмZ
Э
/25,3
108,111065,18
1065,18
3,5
44
4
12
Для f
5:
кмОмZ
Э
/7,3
108,111065,18
1065,18
6
44
4
12
Индуктивность и сопротивление третьей цепи, составленной из
внешних проводников рассматриваемых коаксиальных пар,
рассчитываются по формулам:
BHЗЭ
LL 2
,Гн/км; (43)
кмГнL
ЗЭ
/106,23108,112
44
ЗЭЗ
Lj
, 0м/км. (44)
Для f
1:
кмОм
З
/3,64200106,2310433214,32
43
Для f
2:
кмОм
З
/7,269338106,23101817414,32
43
Для f
3:
кмОм
З
/1,474477106,23103201614,32
43
Для f
4:
кмОм
З
/6,679615106,23104585814,32
43
Для f
5:
кмОм
З
/884754106,23105970014,32
43
26
Значения А
0
и А
З
для коаксиальных пар рассчитываются по
формулам
2
120
/]4[lg20
ЭВЗ
ZA
, дБ, где
- в Нп/км; (45)
)/(]2[lg20
2
12 УУЭВЗЗ
ZA
, дБ, (46)
Для f
1:
дБA 3,14199,0/]59,0753,642004[lg20
2
0
дБA
З
8,143)299,0/(]753,642002[lg20
2
Для f
2:
дБA 1482/]23,1757,2693384[lg20
2
0
дБA
З
1,144)22/(]757,2693382[lg20
2
Для f
3:
дБA 8,1506,2/]64,1751,4744774[lg20
2
0
дБA
З
4,144)26,2/(]751,4744772[lg20
2
Для f
4:
дБA 8,1512,3/]96,1756,6796154[lg20
2
0
дБA
З
9,144)22,3/(]756,6796152[lg20
2
Для f
5:
дБA 8,1527,3/]25,2758847544[lg20
2
0
дБA
З
7,145)27,3/(]758847542[lg20
2
По результатам расчетов построим графики частотной зависимости
параметров влияния. Рассчитанные величины А
о
и А
З
)(
А
сопоставляются с нормами таблиц 5.
Таблица 5. Норма переходного затухания, дБ, для различных систем связи
27
На рис. 10 показана частотная зависимость переходного затухания
Ао между коаксиальными парами на ближнем конце и частотная
зависимость защищенности Аз на дальнем конце на длине
регенерационного участка. Из этого рисунка видно, что переходные
затухания на ближнем и дальнем концах с ростом частоты возрастают, что
определяется: закрытым характером электромагнитного поля
коаксиальных цепей; убыванием интенсивности возбуждающего
электромагнитного поля на внешней поверхности внешнего проводника
вследствие поверхностного эффекта.
Рис. 10. Частотная зависимость переходного затухания
28
134
136
138
140
142
144
146
148
150
152
154
4332 18174 32016 45858 59700
f,кГц
A,дБ
А(0)
А(з)
Если сравнить рассчитанные величины А
о
и А
З
с нормами
таблицы 5, то видно, что они вне ниже нормативных для кабеля КМ-4.
Следовательно, никаких рекомендации и специальных мероприятий пои
строительстве магистрали не дается.
2.3.2 МЕРЫ ЗАЩИТЫ ЦЕПЕЙ И ТРАКТОВ ЛИНИИ СВЯЗИ ОТ
ВЗАИМНЫХ ВЛИЯНИИ
Различают следующие основные меры защиты цепей и трактов
линий связи от взаимных влияний.
Применение систем передачи и типов линий связи,
обеспечивающих малые значения взаимных влияний. Этот способ
реализуется на практике в очень широких масштабах. Так,
применение коаксиальных кабелей или волоконно-оптических линий
практически полностью решают проблему защиты цепей и трактов
линий связи от взаимных влияний. К этому способу можно отнести
также мероприятия, связанные с повышением однородности
линий связи, улучшением качества строительства линий,
рациональным выбором цепей для различных систем передачи.
Определение необходимости защиты кабельной магистрали от ударов
молнии.
Грозовые повреждения являются одними из самых серьезных повреж-
дений кабельных линий связи. Согласно статистическим данным повреж-
дения от ударов молнии составляют около 10 – 15% от всех повреждений
и приносят значительные убытки вследствие простоя связей.
Количество и объем повреждений зависит от ряда причин:
интенсивность грозовой деятельности в районе прокладки кабеля;
конструкции, размеров и материала внешних защитных покровов,
электрической проводимости, механической прочности
изоляционных покрытий и поясной изоляции, а также
электрической прочности изоляции;
29
удельного сопротивления, химического состава и физического
строения грунта, его влажности к температуры;
геологического строения и рельефа местности в районе трассы
кабеля;
наличия вблизи кабеля высоких предметов, таких как мачты, опоры
линий электропередачи и связи, высокие деревья, лес и т.д.
На вновь проектируемых междугородных кабельных линиях связи
защитные мероприятия следует предусматривать по расчету на тех
участках, где вероятная плотность повреждений (вероятное число опас-
ных ударов молний) превышает допустимую плотность, указанную в
таблице 6.
Тип кабеля В горных районах,
районах со скальным В остальных
грунтом и вечной районах
мерзлотой
500
ÃÐ
0м/м
Одночетверочный и
однокоаксиальный 0,2 0.3
Многопарные
коаксиальные 0,1 0,2
На существующих междугородных линиях защитные мероприятия
осуществляют на тех участках, где произошли повреждения от ударов
молнии, причем длина защищаемого участка определяется условиями
местности, но должна быть не менее 100 м в каждую сторону от места
повреждения. Работу по оборудованию защитных устройств проводят
сразу после устранения грозового повреждения.
Вероятное число повреждений кабеля ударами молнии
характеризуют плотностью повреждений. Под плотностью повреждений
понимают общее количество отказов (повреждений с простоем связи),
30