2.2 Расчет затухания участков регенерации

Для проверки правильности предварительного размещения НРП, необходимо определить вероятность ошибки, которая зависит от величины защищенности. Защищенность определяется разностью уровней полезного сигнала и помех. Уровень полезного сигнала зависит от затухания участка регенерации, которое определяется по формуле

Ауч.рег.=Акаб.+Аил.= α_t∙ l_каб.+ α₂₀∙ l_ил, (9)

где l_каб. – длина кабеля на расчетном участке регенерации (l_каб.= l_ном.);

l_ил. – эквивалентная длина искусственной линии (7а);

α_t – коэффициент затухания кабеля на расчетной температуре (4);

α₂₀ – коэффициент затухания кабеля при температуре 20˚С.

Подставляя данные в формулу, определяем затухание для всех участков регенерации при максимальной температуре грунта. Расчет привести только для одного участка. Результаты расчетов свести в таблицу 7.

Для участка ОП-1 – НРП1/1:

Ауч.рег.=Акаб.+Аил.= α_t∙ l_каб.+ α₂₀∙ l_ил=22,16*2,19+22,2*0,74=64,95≈65дБ

Для участка НРП1/1 – НРП2/1:

Ауч.рег.=Акаб.+Аил.= 22,16*2,93=64,92≈65дБ

Для участка НРП8/1 – ПВ:

Ауч.рег.=Акаб.+Аил.= 22,16*2,19+22,2*0,74=64,95≈65дБ

Для участка ПВ – НРП1/2:

Ауч.рег.=Акаб.+Аил.= α_t∙ l_каб.+ α₂₀∙ l_ил=22,16*2,05+22,2*0,88=64,96≈65дБ Для участка НРП1/2– НРП2/2:

Ауч.рег.=Акаб.+Аил.= 22,16*2,93=64,95≈65дБ

Для участка НРП 46/2 – ОП-2:

Ауч.рег.=Акаб.+Аил.= α_t∙ l_каб.+ α₂₀∙ l_ил=22,16*2,05+22,2*0,88=64,96≈65дБ

Таблица 7– Затухание участков регенерации.

Наименование участка регенерации	lуч.рег, км	Ауч.рег.,дБ
ОП-1 – НРП1/1	2,19+ИЛ(0,74)	65
НРП1/1 – НРП2/1	2,93	65
НРП 2/1 – НРП3/1	2,93	65
∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙
НРП7/1 – ПВ	2,19+ИЛ(0,74)	65
ПВ – НРП1/2	2,93	65
НРП1/2 – НРП2/2	2,93	65
∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙
НРП 45/2 – ОП-2	2,05+ИЛ(0,88)	65

2.3 Расчет вероятности ошибки

2.3.1 Расчет допустимой вероятности ошибки

Переходные помехи и собственные шумы корректирующих усилителей приводят к появлению ошибок в цифровом сигнале, которые вызывают искажение передаваемой информации. Для обеспечения заданного качества вероятность ошибки нормируется. Общая вероятность ошибки в пределах глобальной сети не должна превышать 1∙10^-6, для национальной сети вероятность ошибки не должна превышать значений, заданных в таблице 8.

Таблица 8 – Допустимая вероятность ошибки

Участок сети	Максимальная длина (lмах), км	Допустимая вероятность ошибки (Рош.доп.)
Магистральный	10000	1∙10-7
Внутризоновый	600	1∙10-7

При равномерном размещении регенераторов вероятность ошибки пропорциональна длине связи и определяется по формуле

Р_{ош.доп.лт.}= Р_{ош.доп.1км}∙l_оп-оп=( Р_ош.доп / l_мах)∙ l_оп-оп (10)

где Р_{ош.доп.1км} – допустимая вероятность ошибки на 1 км линейного тракта;

l_оп-оп – расстояние между оконечными станциями на проектируемой линии.

(l_оп-оп= l_оп1-пв+ l_оп2-пв).

Для всего линейного тракта (ОП1 – ОП2):

Р_{ош.доп.лт.}= Р_{ош.доп.1км}∙l_оп-оп=( Р_ош.доп / l_мах)∙ l_оп-оп=(1*10^-7/10000)*156=

=0,156*10^-8;

Рассчитаем Р_ош.доп. для участков (ОП1 – ПВ), (ОП2 – ПВ):

Р_{ош.доп.ОП1-ПВ.}= Р_{ош.доп.1км}∙l_ОП1-ПВ=( Р_ош.доп / l_мах)∙ l_ОП1-ПВ=(1*10^-7/10000)*22=

=0,22*10^-8;

Р_{ош.доп.ОП2-ПВ.}= Р_{ош.доп.1км}∙l_ОП2-ПВ=( Р_ош.доп / l_мах)∙ l_ОП2-ПВ=(1*10^-7/10000)*134=

=0,134*10^-8.

2.3.2 Расчет ожидаемой вероятности ошибки

Ожидаемая вероятность ошибки зависит от величины защищенности на входе регенератора.

Расчет величины защищенности определяется по формулам в зависимости от схемы организации связи.

Для систем передачи, работающих по коаксиальному кабелю, преобладающими являются тепловые шумы. Величина защищенности определяется по формуле

Аз=127+10lg(0.32∙Ауч.рег)-1.4Ауч.рег-10lgF-g-σ, (11)

где Ауч.рег – затухание участка регенерации на полутактовой частоте при максимальной температуре грунта (р. 2.2);

F – скорость передачи цифрового сигнала (Мбит/с);

g – допуск по защищенности на неточность работы регенератора (при расчетах принять равным 3 дБ σ – допуск по защищенности на дополнительные помехи, отличные от тепловых шумов (при расчетах принять равным 7.8дБ).

Участок ОП1-НРП1/1:

Аз=127+10lg(0,32∙Ауч.рег)-1,4Ауч.рег-10lgF-g-σ=127+10lg(0,32*65)- 1,4*65-10lg34,368-3-7,8=127+13,1-91-15,36-3-7,8=22,94;

Участок НРП1/1-НРП2/1:

Аз=127+10lg(0,32∙Ауч.рег)-1,4Ауч.рег-10lgF-g-σ=127+10lg(0,32*65)- 1,4*65-10lg34,368-3-7,8=127+13,1-91-15,36-3-7,8=22,94;

Участок НРП8/1-ПВ:

Аз=127+10lg(0,32∙Ауч.рег)-1,4Ауч.рег-10lgF-g-σ=127+10lg(0,32*65)- 1,4*65-10lg34,368-3-7,8=127+13,1-91-15,36-3-7,8=22,94;

Участок ПВ-НРП1/2:

Аз=127+10lg(0,32∙Ауч.рег)-1,4Ауч.рег-10lgF-g-σ=127+10lg(0,32*65)- 1,4*65-10lg34,368-3-7,8=127+13,1-91-15,36-3-7,8=22,94;

Участок НРП1/2-НРП2/2:

Аз=127+10lg(0,32∙Ауч.рег)-1,4Ауч.рег-10lgF-g-σ=127+10lg(0,32*65)- 1,4*65-10lg34,368-3-7,8=127+13,1-91-15,36-3-7,8=22,94;

Участок НРП46/2-ОП2:

Аз=127+10lg(0,32∙Ауч.рег)-1,4Ауч.рег-10lgF-g-σ=127+10lg(0,32*65)- 1,4*65-10lg34,368-3-7,8=127+13,1-91-15,36-3-7,8=22,94;

Таким образом, используя результаты, полученные по расчетным формулам для нахождения величины защищенности, найдем по таблице 9, где приведено соотношение между значением защищенности и вероятностью ошибки для линейного кода HDB-3, вероятность ошибки для каждого участка регенерации.

Таблица 9 – Соотношение между защищенностью и вероятностью ошибки

Аз, дБ	16.6	17.7	18.8	19.7	20.5	21.1	21.7
Рощ	1∙10-3	1∙10-4	1∙10-5	1∙10-6	1∙10-7	1∙10-8	1∙10-9
Аз, дБ	22.2	22.6	23.0	23.4	23.7	24.0	24.3
Рощ	1∙10-10	1∙10-11	1∙10-12	1∙10-13	1∙10-14	1∙10-15	1∙10-16

Таблица 10 – Вероятность ошибки для каждого участка регенерации

Участок	Lру	Рош.доп.лт	Рош.ожид.	Рош.ожид.лт.
ОП-1 – НРП1/1	2,19+ИЛ(0,74)	0,156*10-8;	1*10-8	7,0061*10-8;
НРП1/1 – НРП2/1	2,93		1*10-12
НРП2/1 – НРП3/1	2,93		1*10-12
……..
НРП7/1 - ПВ	2,19+ИЛ(0,74)		1*10-8
ПВ – НРП1/2	2,93		1*10-12
НРП 1/2 – НРП 2/2	2,93		1*10-12
………
НРП 45/3 – ОП-2	2.05+ИЛ(0,88)		1*10-11

Ошибки в регенераторах возникают независимо друг от друга. Вероятность ошибки в ЦЛТ можно определить как сумму Рош по отдельным регенераторам. Ожидаемая вероятность ошибки линейного тракта определится из формулы

Рож.лт=, (12)

где Рошi – вероятность ошибки i-го регенератора;

n – количество регенераторов, последовательно включенных в цифровой линейный тракт.

Рож.лт=7*10^-8+6*10^-12+10^-11+45*10^-12=7,0061*10^-8

т.к. 7,0061*10^-8<0,236*10^-8, т.е. Р_{ош.ожид.лт.}< Р_{ош.доп.лт}

После выполнения расчета суммарной ожидаемой вероятности ошибки в ЦЛТ, необходимо сравнить полученное значение с величиной допустимой вероятности ошибки Рош цлт доп. При этом должно выполняться условие Рош цлт ож ≤ Рош цлт доп. Если неравенство не выполняется, следует переразместить НРП и повторить расчеты, о чем упоминалось ранее.

Сравнивая ожидаемую и допустимую вероятность ошибки делаем вывод о том, что выбранный нами способ размещения регенераторов правилен.

2.4 РАСЧЕТ НАПРЯЖЕНИЯ ДИСТАНЦИОННОГО ПИТАНИЯ

Для систем передачи по коаксиальному кабелю расчет напряжения ДП выполняется отдельно для цифрового тракта и для сервисного оборудования. Питание регенераторов цифровой системы организовано по центральным проводникам коаксиальных пар с включением устройств приема ДП в прямой и обратный провод.

Для основного цифрового тракта напряжение ДП определяется по формуле:

Uдп=2Rt⁰max(Iдп+ ΔΙдп)·lпс.дп+2 Nнпр·Uнрп (13)

где Rt⁰max - сопротивление постоянному току центрального проводника коаксиальной пары, Ом/км (из(13)).

Для МКТ-4:

Iдп= 200мА

ΔΙдп= 8мА

R₂₀= 15,85 Ом/км

Uнрп=10В.

lпс.дп. – длина полусекции ДП.

Uдп=2Rt⁰max(Iдп+ΔΙдп)·lпс.дп+2Nнпр·Uнрп=2*15,85*(0,2+0,008)* *22+2*8*10=305В – для секции ОП1-ПВ (8 НРП).

Uдп=2Rt⁰max(Iдп+ΔΙдп)·lпс.дп+2Nнпр·Uнрп=2*15,85*(0,2+0,008)* *134+2*46*10=1803,5В – для секции ОП2-ПВ (46 НРП).

Но так, как Uдп >1300(допустимое значение напряжения ИКМ-480), то для участка ОП2-ПВ (НРП 46) будет 2 источника питания.

Для ОП2-ПВ:

Uдп=2Rt⁰max(Iдп+ΔΙдп)·lпс.дп+2Nнпр·Uнрп=2*15,85*(0,2+0,008)* *67,39+2*23*10=904,34В – для секции ОП2-ПВ (23 НРП).

Uдп=2Rt⁰max(Iдп+ΔΙдп)·lпс.дп+2Nнпр·Uнрп=2*15,85*(0,2+0,008)* *67,39+2*23*10=904,34В – для секции ОП2-ПВ (23 НРП).

Результаты сведем в таблицу 11:

Таблица 11 – Значения напряжения ДП

Системы передачи	Секция ОП1-ПВ	Секция ПВ-ОП2
	секция	секция
	8НРП	23 НРП	23НРП
1 ИКМ-480	305	904,34	904,34
2 ИКМ-480	305	904,34	904,34
3 ИКМ-480	305	904,34	904,34
4 ИКМ-480	305	904,34	904,34

Сервисное оборудование линейного тракта (служебная связь и участковая телемеханика) работают по 4-х проводной схеме с использованием симметричных пар кабеля. ДП этих устройств осуществляется по фантомной цепи, а дистанционное питание регенераторов магистральной телемеханики (работающей по 2-х проводной цепи) производится по рабочим проводникам. Расчет ДП сервисного оборудования производится по формуле 14а. Исходные данные для расчета приведены в таблице 14.

Uдп=R_t⁰_max(Iдп+∆Iдп)∙lпс.дп.+N_НРП∙Uнрп (14)

Таблица 12 – Исходные данные

Тип СО	Iдп, мА	Падение напряжения, В	Максимальное напряжение, В
ТМУ	40	5	430
ТММ	20	20	360
ПСС-УСС	20	20	430
НРПГ		10

∆Iдп – составляет 5% от Iдп соответствующего типа ДП.

Расчет напряжения ДП для сервисного оборудования будет иметь вид:

Дистанционное питание ТМУ организуем для секции ОП1-ПВ :

Uдп=R_t⁰_max(Iдп+∆Iдп)∙lпс.дп.+N_НРП∙Uнрп=15,85*(0,04+0,002)*22+

+7*5=49,64(В);

Дистанционное питание ТМУ организуем для секции ПВ-ОП2 :

Uдп=R_t⁰_max(Iдп+∆Iдп)∙lпс.дп.+N_НРП∙Uнрп=15,85*(0,04+0,002)*134+

+45*5= 314,2(В);

Дистанционное питание ПСС-УСС организуем для секции ОП1-ПВ :

Uдп=R_t⁰_max(Iдп+∆Iдп)∙lпс.дп.+N_НРП∙Uнрп=15,85*(0,02+0,001)* 22+

+1*20=27,3 (В);

Дистанционное питание ПСС-УСС организуем для секции ПВ-ОП2:

Uдп=R_t⁰_max(Iдп+∆Iдп)∙lпс.дп.+N_НРП∙Uнрп=15,85*(0,02+0,001)* 134+

+8*20=204,6(В);

Дистанционное питание ТММ организуем для секции ПВ-ОП2:

Uдп=R_t⁰_max(Iдп+∆Iдп)∙lпс.дп.+N_НРП∙Uнрп=15,85*(0,02+0,001)*134+

+1*20=64,6 (В);

Результаты вычислений сведем в таблицу 13.

Таблица 13 – Значения напряжения ДП

Системы передачи			Секция ОП1-ПВ		Секция ПВ-ОП2
			секция		секция
			7 НРП		46 НРП
1 ИКМ-480	ТМУ	49,64		314,2
	ТММ	-		64,6
	ПСС-УСС	27,3		204,6
2 ИКМ-480	ТМУ	49,64		314,2
	ТММ	-		64,6
	ПСС-УСС	27,3		204,6
3 ИКМ-480	ТМУ	49,64		314,2
	ТММ	-		64,6
	ПСС-УСС	27,3		204,6
4 ИКМ-480	ТМУ	49,64		314,2
	ТММ	-		64,6
	ПСС-УСС	27,3		204,6

Произведя сравнение значений рассчитанного нами напряжения дистанционного питания с максимальным допустимым напряжением для сервисного оборудования (U_дп<U_макс) можно сделать вывод о правильности выбранного нами способа организации дистанционного питания.