Проектирование системы передачи ИКМ-1920

где

- эффективное напряжение сигнала 

, то относительные отклонения периода

Можно записать формулу для мощности шумов  дискретизации.

В этом случае защищенность сигнала от шумов дискретизации запишется  как:

Экспериментально показано, что  в канале ТЧ, образованном на базе ОЦК ( ), предельная величина не должна превышать . Это соответствует минимальному допустимой защищенности от шумов дискретизации в канале ТЧ . Однако, номинальная цепь ОЦК первичной сети содержит до 59 переприемов, к числу которых переприема на абонентских участках. Таким образом -может достигать 61, а в канале, образованном на базе ОЦК без переприемов, должна быть не менее

Поскольку стабильность генераторного  оборудования нормирована, в нашу задачу входит определение предельной величины НЧ фазовых флуктуаций, при которой  еще обеспечивается заданная защищенность от шумов дискретизации. Расчет осуществляется в следующем порядке:

• Для ОЦК данного канала ТЧ (структура которого определена в задании на проектирование) определяется требуемая защищенность от шума дискретизации.

• Посредством преобразования неравенства (1), определяется допустимая относительная величина отклонения из-за НЧ фазовых флуктуаций ( ) на отдельном участке ОЦК (считаем, что одинаковы для всех участков).

Шумов квантования.

В ЦСП в результате квантования  сигнала по уровню возникает ошибки, поскольку реальные мгновенные значения сигнала округляется до разрешенных  уровней квантования. Эти ошибки, суммируясь с исходными сигналом, воспринимаются флуктуационные шумы с равномерной спектральной плотностью.

В случае равномерного квантования, кода каждый шаг квантования имеет  величину , мощность шума квантования в полосе частот равна:

где

-частота дискретизации сигнала.

Очевидно, чем меньше шаг квантования, тем меньше и  , но при этом числе шагов квантования должно быть пропорционально больше, чтобы охватить весь динамический диапазон (частот) сигнала. По сколку число шагов квантования связано с разрядностью кода, а следовательно, и со скоростью передачи необходимо ценить прежде всего динамической диапазоне квантуемого сигнала. Для этого воспользуемся экспериментально найденными статистическими законами распределения динамических уровней (волюмов) и мгновенных значений сигнала.

Известно, что плотность вероятности  распределения волюмов соответствует Гауссовскому закону распределения.

где:

-среднее значение волюма равно ;

-его среднеквадратическое отклонение, равно  ;

Из  математической статистики известно, что уровень средней мощности может быть подсчитан по формуле:

а средняя мощность

где:

-среднеквадратическое отклонение 

Будем считать, что максимальным значением  сигнала  то, которое может быть превышено с вероятностью, не более , тогда:

Отношение

называется  пикфактором. Таким образом:

Заметим, что кодеры конструируют обычно так, что их напряжение ограничения  соответствует максимальному напряжению сигнала т.е.

  .

Очевидно, что для волюма, превышающих среднее значение, должны резко возрастать помехи из-за шумовой ограничения. Однако, здесь, видно, сказывается психологический фактор – при слишком большой громкости, сопровождаемой искажения, абоненты начинают говорить тише. При малых волюмах такая “саморегулирование” невозможно и поэтому расчет ведется для минимального сигнала, который соответствует минимальному напряжению минимального волюма. Минимальный волюм определяется как:

 

ГЛАВА 5. Расчет номинальной длины  усилительного участка.

Структурная схема регенерационного участка, приведенная на рисунке 4, содержит кабельную цепь, в качестве которой  может использоваться электрический (симметричный или оптический) кабели и регенераторы. В составе регенератора выделены корректирующий усилитель (КУ), обеспечивающий усиление сигнала и  коррекцию искажений, вносимых кабельной  цепью, а также решающее устройство (РУ), принимающее решение о виде передаваемого символа в каждом тактовом интервале (например, или при использовании двоичного кода) путем сравнения сигнала на выходе КУ с определенным пороговым напряжением.

В процессе регенерации возможно принятие ошибочных решений, т.е. возможно появление  ошибок, приводящих к снижению качества передачи информации. Суммарное значение вероятности ошибки зависит от величины искажений, а частности, вызванных  межсимвольной интеграцией (МСИ), количество регенераторов и защищенности сигнала  от помех в точке принятия решения (ТР) рис.4. Для поддержания требуемого качества передачи информации величина вероятности ошибки не должна превышать значений, установленных соответствующим нормами. Это в конечном счете и определяет допустимую длину участка регенерации.

 

В общем случае имеет место большое  число различных помех, величины которых зависят от типа кабеля и  способов организации связи. Например, в коаксиальных кабелях основным видом помех является собственная  помеха, а в симметричных кабелях  – переходная помеха, связанная  с наличием переходного влияния  на дальнем или ближнем конце.

Длина регенерационного участка волоконно-оптических систем передачи (ВОСП) в основном определяется тремя параметрами: затуханием оптического  кабеля (с учетом потерь в местах сравнивания и стыка с аппаратурой), дисперсией оптического волокна  и энергетическим потенциалом ВОСП.

Если учитывать только затухание, т.е. потери на (на энергетическим) участке регенерации, то длина участка регенерации может быть определена из соотношения.

где:

-энергетический потенциал системы  равно  ;

-потери в разном соединений, т.е. на каждом стыке аппаратуры  с кабелем, равно  ;

-потери в неразъемной соединений, т.е. в месте соединения волокон  при сращивании строительных  длин кабеля, равно  ;

-эксплуатационный запас, равно  ;

-коэффициент затухания оптического  кабеля, равно  ;

-строительная длина кабеля  .

С учетом  дисперсионных свойств  оптического волокна длина участка  регенерации не должна превышать  значения, определенного из соотношения.

где

-скорость передачи информации  ;

-среднеквадратическое значение  дисперсии оптического волокна 

Величина  для многомодовых волокон может быть определена как:

где

-коэффициент широкополосности волокна, указываемый в паспортных данных кабеля, равно .

В качестве окончательного значения длины участки регенерации выбирается наименьшее значение из полученных по соответствиями “ ”

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 6. Расчет надежности линейного тракта.

 

В соответствии с рекомендацией  МСЭ для ОЦК на международном  соединении вводятся следующие требования к параметрам качества:

-при оценке в одноминутных  интервалах не менее, чем в  90% измерений должно быть не  более 4-х ошибок;

-при оценке в односекундных  интервалах не менее, чем в 99,8% измерений должно быть не более 64-х ошибок;

-при оценке в односекундных  интервалах не менее, чем в 92% измерений ошибки должны отсутствовать.

Рекомендуемое общее время оценки состояния канала – один месяц. Исходя из этих корм, можно рассчитать требования к параметрам качества ( , и ) на отдельных участках номинальной цепи ОЦК ВСС, воспользовавшись выражением.

где:

-допустимое значение соответствующего  параметра качества, указанное в  рекомендации  , , равно ;

-часть общих норм на параметры  качества, отведенная на данный  участок номинальной цепи ОЦК  ВСС,  (для магистрального участка )

Расчет значений параметров качества для конкретной линии протяженностью можно произвести по формуле:

где:

-номинальная протяженность соответствующего  участка сети (равно  ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 7. Расчет мощности помехи линейного  тракта.

 

Помехи в линейном тракте: основными  помехами, влияющими на качество передачи цифрового сигнала по линейному тракту ИКМ-1920, является:

межсимвольные помехи;

переходные помехи от систем передачи, работающих по тому же кабелю;

переходные помехи от систем передачи, работающих по кабелю противоположного направления и кабелям смежного регенерационного участка;

помехи вызванные наличием несогласованностей в кабельной линии;

коммутационные, индустриальные и  другие импульсные помехи.

Помехи первого и второго  вида определяются параметрами кабельной  линии, остальные – условиями  эксплуатации и схемой построения регенерационного участка ухудшение качества передачи цифрового сигнала за счет собственных  шумов кабельной линии несущественно.

Благодаря регенерации цифрового  сигнала после прохождения каждого  кабельного участка помехи в линейном тракте не накапливаются, поэтому достаточно проанализировать их величину на каждом регенерационном участке.

Коэффициент отражения на стыке  двух участков кабельной линии с  волновыми сопротивлениями  , .

Коэффициент отражения на стыке  кабельной линии и регенератора.

где

-волновое сопротивление ( );

- волновое сопротивление ( );

- во время передачи импульса  и значительно высшее (около  );

- волнового сопротивления кабельных  линий, входного сопротивления  кабельных линий, входного сопротивления  (вых) регенератора, равно .

 

Для случая, когда в кабельной  линии имеется одна сосредоточенная  неоднородность на расстоянии от выхода регенератора, величину помехи от попутного потока можно определить по приближенной формуле:

где

-амплитуда помехи, отношение  к амплитуде сигнала;

-коэффициент отражения от  неоднородности; (равно  )

ГЛАВА 8. . Расчет длины участка регенерации.

. При работе ЦСП по симметричным кабелям основным видом помех, определяющих длину участка регенерации, являются помехи от линейных переходов.

Для оценки допустимого значения защищенности можно воспользоваться выражением:

,

где – количество уровней в коде, – запас помехозащищенности, учитывающий неидеальность узлов регенератора и влияние различных дестабилизирующих факторов, – величина ошибки на 1 регенераторе для внутризоновой сети .

, дБ.

Ожидаемая защищенность от собственных  помех будет равна:

,

где дБ – уровень передачи.

Приравняв и найдем длину участка регенерации.

 дБ,

,    , ;  МГц.

.

км.

Магистральный участок сети.

Расчет длины участка регенерации  проводится так же, как и на внутризоновом  участке сети.

,

 дБ,

дБ,

, ;   МГц.

.

км.

 

 ГЛАВА 9. Комплектация оборудования станции.

Передача цифровых потоков может  производиться по линейным трактам  различных типов: кабельным (симметричным, коаксиальным и волоконно-оптическим), радиорелейным, спутниковым и волноводным. Несмотря на специфические особенности  линейных трактов отдельных типов их построение осуществляется по единой структурной схеме (рис.5). Для уменьшения искажений, возникающих при передачи цифрового потока по линии, в передающем оконечном оборудовании линейного тракта ОЛТ_пер с помощью преобразователя кодов изменяется структура цифрового потока, формируемого в АЦО или ОВГ.