4. Размещение усилительных (регенерационных) пунктов

Промежуточные обслуживаемые и необслуживаемые усилительные пункты размещаются исходя из допустимых длин усилительных участков при принятой системе передачи проектируемой линии.

Обслуживаемые усилительные пункты обычно размещаются в городах, пригородах или в крупных населенных пунктах, где питание аппаратуры обеспечивается от местных источников электроэнергии. Места установки усилительных пунктов первоначально выбирают при предварительных изысканиях трассы по карте. Затем производится проверочный электрический расчет, который определяет правильность предварительно принятых решений с точки зрения обеспечения требуемого качества связи, т. е. затухания между усилительными пунктами и допустимого уровня шума. Для устойчивой работы высокочастотных систем передачи необходимо, чтобы изменение затухания линий во времени не превышало пределов регулирования устройств АРУ.

Величина изменения затухания кабельных линий зависит от перепада температуры грунта. Размещение усилительных станций для 12-канальной системы определяется из условий обеспечения нормального действия связей при условии «изморозь 5 мм». Для обеспечения работы связи при условиях, худших, чем «изморозь 5 мм», используются вспомогательные усилительные станции ВУС-12.

Объем проверочных электрических расчетов зависит от вида связи. Для телефонных каналов тональной частоты и каналов радиовещания рассчитывается рабочее затухание усилительных участков и строится диаграмма уровней, а при наличии нескольких промежуточных усилителей производится дополнительный расчет устойчивости каналов против самовозбуждения. Для телефонных каналов высокочастотных систем рассчитываются рабочее затухание и ожидаемая мощность шумов в каналах. Методика и способы перечисленных проверочных расчетов каналов связи изучаются в курсе многоканальной связи.

Для систем передачи по кабельным линиям число необслуживаемых усилительных пунктов между обслуживаемыми определяется не только в соответствии с электрическими нормами на каналы, но и со схемой дистанционного питания с учетом электрической прочности изоляции кабеля.

Для кабельных линий связи расчет рабочего затухания производится для максимальной и минимальной температур грунта.

В данном курсовом проекте отсутствует привязка к конкретной трассе прокладки кабеля, что не вызывает необходимости учёта топологии трассы (рельеф, горы, реки и т.д.). Поэтому можно воспользоваться принципом равномерного распределения регенераторов, максимально используя кратность целому числу строительных длин кабеля. Для определения количества регенераторов, которые необходимо установить на линии, используем формулу:

где: l - длина линии, км, lру - максимальная длина регенерационного участка для выбранной аппаратуры, км (так как максимальная длина регенерационного участка выбранных аппаратуры и кабеля равна 70 км, то с учетом запаса возьмем lру=55км).

Длина линейного тракта (300 км) не превышает максимальную длину между линейного тракта (600 км), поэтому нет необходимости в организации ОРП (ОРП также является регенератором).

При проверочном расчете правильного выбора длины участка регенерации руководствуются двумя параметрами: суммарным затуханием регенерационного участка и дисперсией оптического волокна (ОВ).

Если исходить из затухания с учетом всех потерь, имеющих место в линейном тракте, то расчетная формула длины регенерационного участка выглядит следующим образом:

где: Эп - энергетический потенциал ВОСП, дБ, определяемый как Эп=Рnер - Рnр и указываемый в технических характеристиках ВОСП (для аппаратуры «Сопка-3М» - Эп=38дБ) ;

a - коэффициент затухания оптического волокна, дБ/км;

nрс - число разъёмных соединителей (их количество равно 2, они установлены на вводе и выводе оптического излучения в ОВ);

aрс - потери в разъёмном соединителе, дБ;

nнс - число неразъёмных соединителей на участке регенерации,

анс - потери в неразъёмном в соединителе, дБ;

аt - допуск на затухание потерь оптического волокна с изменением температуры;

аВ - допуск на затухание потерь, связанных с ухудшением характеристик компонентов регенерационного участка (источники излучения - кабель - приёмники излучения) со временем.

Величина Эп характеризует необходимый перепад уровней для нормальной работы аппаратуры, а остальные члены в скобках формулы - суммарные потери участка регенерации.

Расчёт проводится для самого длинного участка регенерации. Сначала определяется число строительных длин на участке регенерации:

где lc - строительная длина кабеля (строительную длину возьмем lc=2км).

Общее число строительных длин для участка регенерации определяет число неразъёмных соединителей:

Величина a задана в исходных данных для выбранного кабеля: a=0,3 дБ/км. Значения величин анс и арс выбираем исходя из значений потерь в разъемных и неразъемных соединителях для разных типов ОВ (табл.6 методического указания [1]): анс =0,3…0,5 дБ; арс=0,5…1,5 дБ (исходя из того, что возможно старение соединений будем полагать анс =0,4 дБ; арс=1 дБ).

Допуски на температурные изменения параметров ВОСП при ДТ=10єС: at=2 дБ (табл.7 методического указания).

Для определения допуска на потери от старения во времени необходимо определить комбинацию источников излучения передатчика и приемника. Эта комбинация определяется согласно заданному энергетическому потенциалу Эп, дБ и скорости передачи в линии В, МБит/с выбранной аппаратуры. Так у нас определена следующая комбинация источников излучения передатчика и приемника - ЛД + pin ФД (при данной скорости передачи в линии, только токая комбинация обеспечивает передачу энергетического потенциала 38 дБ, что и указано в данных аппаратуры). Следовательно, допуски на потери от старения во времени элементов aВ=4…5дБ (возьмем aВ=4дБ ).

Проверяем условие :

км

км

55 км < 64км - т.е. условие выполняется.

Исходя из полученных значений величин арс, анс, аt, аВ, определим затухание участка регенерации ару

,

ару = 0,3Ч55+1Ч2+0,4Ч27+2+4 = 35,3 дБ

Сопоставим величину ару и энергетический потенциал Эп. При этом должно выполняться условие:

,

35,3 дБ< 38 дБ, следовательно, длина участка регенерации выбрана верно.

Правильность выбора длины регенерационного участка lру необходимо также проверить с учётом дисперсионных свойств оптического волокна.

Максимальная длина регенерационного участка с учётом дисперсии ОВ выбирается из условия

,

где В - скорость передачи информации, бит/с;

s - среднеквадратичное значение дисперсии выбранного оптического волокна, с/км.

Для одномодовых оптических волокон задается нормированная среднеквадратичная дисперсия sн, нс/(нмЧкм) или пс/(нмЧкм).

Величина s определяется в этом случае по формуле:

,

где К =10 -12 в случае sн [ пс/(нмЧкм)], К = 10 -9 в случае sн [нc/(нмЧкм)], Dl - ширина полосы оптического излучения в нм. Для светодиодов Dl = 25-40 нм, для лазерных диодов Dl = 0,2-0,5 нм. В нашем случае:

Dl = 0,2 нм (задана в исходных данных),

sн = 3,5 пc/(нмЧкм) (с учетом наихудшей дисперсии кабеля ОКЛ),

тогда К=10-12 и получаем

s =10-12Ч0,2Ч3,5= 0,7Ч10-12 с/км

lру Ј 0,25/(0,7Ч10-12Ч41,2416Ч106), км

55 км < 866 км