книги из ГПНТБ / Гроднев, И. И. Линейные сооружения связи учебник

за счет отражения энергии при несогласованности нагрузок. Ана­ логичный процесс происходит также и при несогласованности со­ противлений аппаратуры и линии в начале и конце цепи II.

Дополнительное влияние за счет несогласованности нагрузок выражается через коэффициент отражения р:

где Zi — сопротивление нагрузки; ZB — волновое сопротивление линии.

Чем больше коэффициент отражения р, тем больше взаимное влияние между цепями. По существующим нормам для высоко­ частотных цепей коэффициент отражения не должен превышать

1,25/ V f (7 — частота, кГц).

Переходное затухание на ближнем конце и защищенность на дальнем конце вследствие отражения выражаются через коэффи­ циент отражения р:

А 0 отр ~ А я — 20 lg ( Ѵ 2 р ) ‘,

Л и р = А , — 2 0 1 g ( l / 2 p ) .

В л и я н и е за с ч е т к о н с т р у к т и в н ы х н е о д н о р о д н о ­ с т е й возникает из-за неоднородности конструкции кабельных и воздушных линий по длине. Вследствие этих неоднородностей при распространении энергии образуется попутный поток, увеличива­ ющий взаимное влияние между цепями и искажающий пере­ дачу.

В кабельных линиях неоднородности обусловлены неравномер­ ностью наложения изоляции, неточностями в кабельной скрутке я технологическим разбросом параметров строительных длин. В ка­ белях различают неоднородности внутренние (внутри строитель­ ных длин) и стыковые (в местах соединения строительных длин).

На воздушных линиях неоднородности подразделяются на эле­ ментные и профильные. Элементные неоднородности, т. е. разли­ чие элементов скрещивания по длине, связаны с отклонениями в расположении опор. Профильные неоднородности обусловлены различием стрел провеса проводов и неодинаковыми расстояния­ ми между штырями на траверсах или между крюками на опорах воздушных линий.

Конструктивные неоднородности увеличивают взаимные влия­ ния. В ряде случаев весь эффект скрещивания и кабельной скрут­ ки сводится на нет из-за конструктивных неоднородностей цепей и поэтому не всегда имеет смысл часто скрещивать цепи воздуш­ ных линий или подбирать идеально согласованные шаги скрутки в кабелях. Конструктивные неоднородности строго нормируются;

на воздушных линиях;

— максимальное отклонение на длину элемента допускается

1 0 % (при s = 0 , 1 км, As = 0 , 0 1 км );

— 222 —

— разница в стр елах провеса 'проводов не должна превышать

3 см;

на кабельных линиях:

—асимметрия сопротивлений Д /?=0,1—0,14 Ом/км;

—емкостная асимметрия Д С = 1 —1,2 нф/км;

—ожлонение волнового сопротивления ДZB — порядка 3—5% от номинального значения.

В реальных условиях на воздушной и кабельной линиях, кро­ ме двух основных цепей (влияющей н подверженной влиянию), имеются одноіпроводные и двухпроводные третьи цепи. В л и я н и е

возникает ч е р е з т р е т ь и цепи, причем может быть не одна, а несколько третьих цепей, часть которых не используется для ра­ боты: это, например, искусственные цени, экраны и свинцовая оболочка кабеля.

Третьи цепи, находящиеся на общей воздушной или кабель­ ной линии с основными цепями, являются причиной дополнитель­ ных влияний. На рис. 4.18 цепь / — влияющая, цепь II — подвер-

Рис. 4.18. Влияние между цепями 1 и II через

III цепь:

I — на дальнем конце; 2 — на ближнем конце

женная влиянию и через цепь III происходит дополнительное влия­ ние между цепями / и II.

Влияние через цепь III сказывается как на ближнем, так и на дальнем концах., Пути перехода энергии через III цепь показаны

тах становится весьма заметным в области высоких частот и мо­ жет превышать непосредственное влияние между цепями.

—223 —

Влияние через третьи цепи на ближний конец существенно меньше, чем непосредственное влияние между цепями.

При расчете воздушных линий связи различаются третьи це­ пи — скрещенные іи несікрещенные. Расчет влияния через третьи нескрещенные цепи или, иначе, через пучок проводов аналогичен влиянию через третьи скрещенные цепи. Только пучок рассмат­ ривается как нескрещенная цепь.

Фаза отдельных составляющих токов помех косвенных влия­

где /р —■'результирующий ток помех; /отр - ток помех за счет отражения;

/кн — ток помех за -счет конструктивных неоднородностей; /тр — ток помех за счет третьих цепей.

По этому же закону суммируются непосредственные и косвен­ ные влияния.

4.6. НОРМЫ ПЕРЕХОДНОГО ЗАТУХАНИЯ МЕЖДУ ЦЕПЯМГ

Помехи, проявляющиеся в каналах связи, по своему действию подразделяются на шумы и переходные разговоры. Напряжение шумов маскирует слабые составляющие разговорной речи, сни­ жая тем самым диапазон полезного сигнала. Переходный разго­ вор отвлекает внимание разговаривающих абонентов и создает воз­ можность подслушивания посторонних разговоров.

Помехи различаются:

— тепловые, обусловленные дробовым эффектом ламп и хао­ тическим тепловым движением электронов в транзисторах и жи­ лах кабеля;

—нелинейные шумы, возникающие вследствие нелинейности аппаратуры и устройств группового тракта;

—линейные переходы, обусловленные электромагнитным вли­

янием между цепями связи.

По действующим нормам МККТ величина всех помех на эта­ лонной цепи длиной 2500 км в точке с нулевым относительным уровнем не должна превышать по мощности 10000 нВт. Это со­ ответствует псофометрическому напряжению шумов — 1,1 мВ. Из указанной нормы в 10 000 пВт на долю аппаратуры оконечных и транзитных устройств отводится 2500 пВт, а остальные 7500 нВт идут на линию с усилителями (в среднем 3 пВт на 1 км тракта). Эти помехи для линейного тракта по-разному подразделяются для

224 —

Имеется в виду, что коаксиальные кабели обладают высоки*« экранирующими свойствами и поэтому линейные переходы «е дол­ жны иметь места. Однако переходное затухание и защищенность как на коаксиальные кабели, так и на другие типы линий норми­ руются. Исходя из допустимой величины шумов в каналах связи в 1,1 мВ, величина защищенности цепей от переходного разгово­ ра должна быть не менее 54,7 дБ (или 6,3 Ни).

В Советском Союзе приняты следующие нормы защищенное- ти от взаимных влияний для эталонной кабельной линии длиной 2500 км (переприемный участок):

—не менее 58,2 дБ (6,7 Ни) для 90% комбинаций каналов;

—не менее 54,7 дБ (6,3 Ни) для 100% комбинаций каналов. Для двухпроводных цепей воздушных линий связи допускает­

ся, защищенность в 50,4 дБ (или 5,8 Ни). Соответственно норми­ руются значения защищенности и переходного затухания на уси­ лительный участок.

Токи помех с усилительных участков складываются, поэтому необходимо защищенность на один участок увеличить во столько раз, сколько усилительных участков имеет данная магистраль. Поскольку для токов помех применяется геометрический jjaKOK

сложения, то защищенность уменьшается не в N раз, а b V N . По­ этому на ближнем и дальнем концах усилительного участка не­

обходимо иметь защищенность в Л3 +і10 lg N, дБ і(Л3 + — in N , Hn).,

Для определения норм переходного затухания и защищеннос­ ти воздушных и кабельных линяй существует различная методика,. На воздушных линиях защищенность нормируется на эталонную, линию (2500 км), поэтому необходимо пересчитать защищенность на один усилительный участок. В кабельных линиях защищен­ ность нормируется непосредственно на один усилительный учас­ ток (исходя из защищенности на эталонную линию).

Во всех случаях следует иметь в виду, что с увеличением дли­ ны линии влияние увеличивается и защищенность снижается пе

где N — число усилительных участков;

переходное затухание на дальнем конце усилительного участка ЛГ = 5 0 ,4 + 101g УѴ+ а Z, дБ (А ? = 5,8 + - у ІпіѴ + al, Нп).;

переходное затухание на ближнем конце усилительного тракта

АѴ = 50,4 + 10 lg N + 20 lg У 2р +

+ 3,47, дБ ( 4 У= 5,8 + -M n TV+ ln )/2 р + 0,4, Нп),

где р — коэффициент отражения, принимаемый для систем вч телефонирования 0 +

Для стальных цепей величина защищенности Л3=46,9 дБ

(+3=5,4 Ни).

Д л я вч. ц е л е й с и м м е т р и ч н ы х к а б е л е й защищенность на длине усилительного участка

А Г = 73,8 дБ ( А Г = 8,5 Нп),

допускается 10% значений 71 дБ (в,2 Н л); переходное затухание на дальнем конце

АГ = 73,8 + а I, дБ (А]у = 8,5 + а I, Нп);

переходное затухание на ближнем конце для двухкабельной си­ стемы

ЛсГ = 60,8 дБ ( ^ = 7,0Нп);

переходное затухание на ближнем конце при однокабельной си­ стеме

— 226 —

4.7. ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ ДАЛЬНЕЙ СВЯЗИ ПО МЕЖДУГОРОДНЫМ МАГИСТРАЛЯМ

На междугоірод-ны-х линиях связь организуется по двухили четырехпроводной схеме (рис. 4.19).

При двухпроводной схеме передача в прямом и обратном на­ правлениях осуществляется по одной паре проводов. При четы-

связь в прямом направлении, а по другой — в обратном направ­ лении. Эти схемы можно сравнить по дальности и устойчивости высокочастотной связи, по числу каналов и по взаимозащищен­ ности между цепями.

по двухпроводной системе спектр делится «а две части: нижнюю и верхнюю. Нижняя часть спектра используется для передачи в одном направлении, а верх­ няя — для передачи в обратном. Такая двухпроводная система связи в кана­ лах высокой частоты является .электрически четырехироводной.

Для разделения передачи в прямом и обратном направлениях и -предотвра­ щения генерации на входе и выходе каждого усилителя ставятся разделитель­ ные фильтры (рис. 4.20). Эти фильтры вносят искажения и лимитируют дальность связи по двухпроводной -схеме.

Рис. 4.20. Высокочастотная -связь по двухпроводной системе при помощи фильтров

При четырехпроводной системе связь в прямом и обратном направлениях осуществляется в одной и той же полосе частот, но, как указывалась выше, для -прямой и обратной передачи используются различные пары проводов -и в разделительных фильтрах нет необходимости (рис. 4.-21).

Последнее является существенным преимуществом четырехпроводн-ой -систе­ мы высокочастотной связи, так как значительно упрощает усилительное -обору­ дование и позволяет осуществить устойчивую связь -на значительные расстояния.

2. По числу организуемых каналов двухпроводная и четырех­ проводная системы высокочастотной связи равноценны.

Это положение наглядно иллюстрируется следующим примером. Рассмотрим принятую в симметричных кабелях 24-канальную систему уплотнения в диапазоне

2-т-108 кГц, из расчета 4 мГц на каждый канал.

Уеі Я г

12 двусторонних передач. Для получения 24 передач необходимо занять две па­

ры проводов.

При четырехпроводной системе ло одной паре передается 24 канала связи (12-г108 кГц) в прямом направлении, а по второй паре в том же частотном диапазоне (124-108 кГц) — 24 канала в обратном направлении. В итоге общее количество каналов связи по двум парам проводов как при четырехпроводной йяетвме, так я при двухпроводной одинаково и равно 24 (рис. 4.22).

<9

іг*б0кги

іг* т нГц

60*108кГЦ

2« свя­ зи \

Рис. 4.22. Сравнение систем высокочастотной связи числу каналов:

а) двухпроводная; б) четырехпроводная

£сли же иметь удвоенное количество цепей, то при четырехпроводной си­ стеме связи можно образовать такое же число каналов, как и при двухпровод­ ной, используя в два раза меньший диапазон частот. Это позволит работать при меньшей затухании каоельнои линии, в связи с чем увеличится расстояние между усилительными пунктами и сократится число их на магистрали.

ная передача. В этом случае высокий исходящий уровень влияющей цепи попа­ дает па приемник цепи, подверженной влиянию, и создает в нем значительную

— 228 —

Рис. 4.24. Влияние при различных системах исполь­ зования кабелей дальней связи:

а ) двухпроводной; б ) четырехпроводной

В двухпроводной системе высокочастотной связи цепи в кабеле находятся в совпадающем режиме передачи, а при четырехпроводной системе связи — во встречном режиме. Это наглядно иллюстрируется рис. 4.24, где показано взаим­ ное влияние между цепями при двухпроводной и четырехпроводной системах

пример, 12-^108 кГц).

С точки зрения взаимных влияний между кабельными цепями двухпровод­ ная система вч связи находится в более благоприятных условиях по сравнению с четырехпроводной.

Оценивая двух- и четырехпроводную системы в целом по всем параметрам, можно признать, что четырехпроводная система обладает существенными преимуществами по устойчивости и даль­ ности связи и равноценна двухпроводной системе по числу кана­ лов. Поэтому четырехпроводная система является наиболее це­ лесообразной схемой организации дальней высокочастотной связи. Для повышения помехозащищенности цепей и устранения нежела-

— 229 —

тельного режима встречной передачи на кабельных магистралях применяется двухкабельная система связи. В этом ‘случае прямые и обратные цепи помещаются в отдельных кабелях (рис. 4.25). (це->

ч)

а

с ?

В)

Рис. 4.25. Системы организации связи: а) однокабельная; б) двухкабельная

согласованные по режиму передачи.

Цепи прямой и обратной передач можно разделить также при помощи электромагнитных экранов, т. е. можно организовать по экранированным кабелям высокочастотные четырехпроводные це­ пи при однокабельной системе связи.

На воздушных линиях связи четырехпроводные схемы 'связи не применяются, так как для устранения встречного режима пе­ редачи пришлось бы сооружать две параллельные воздушные ли­ нии, что совершенно нецелесообразно. Поэтому на воздушных ли­ ниях организуется двухпроводная система связи с разнесенными полосами частот.

Ограничения в дальности связи, накладываемые двухпровод­ ной схемой, при учете больших длин трансляционных участков на воздушных линиях не имеют существенного значения.

Изложенное выше относится, главным образом, к симметрич­ ным кабельным линиям.

На коаксиальных кабельных магистралях применяется четы­ рехпроводная схема связи при однокабельной системе связи. Бла­ годаря высоким экранирующим свойствам коаксиальных цепей возможна передача в прямом и обратном направлениях по одно­ му коаксиальному кабелю.

Таким образом, на существующих линиях дальней связи приня­

— 230 —

Пример 4.!. Определить электромагнитные связи и переходное затухание между цепями симметричного кабеля при частоте 100 кГц. Коэффициент зату­ хания а=1,39 дБ/км, волновое сопротивление ZB=!l80 Ом, строительная длина

— 231 —