3. Выполнение контрольных работ

Для выполнения контрольных работ №1 и №2 студент должен изучить теоретический материал и разобрать решение задач практических занятий. По номеру варианта студент получает контрольное задание и выполняет его в соответствии с методическими указаниями и приведенными примерами расчета.

3.1. Контрольная работа №1 Аналоговые системы передачи

Задание

Рассчитать диаграмму уровней участка канала тональной частоты (рисунок 3.1), включающего в себя абонентское окончание (Аб₁), участок внутризоновой сети (АТС-МГТС) и протяженный магистральный участок (МГТС-1, МГТС-2), разбитый на N_м усилительных участков. При этом выполнить:

1. В соответствии с выбранным групповым сигналом и длиной абонентских, зоновых и магистрального участков найти оптимальную и номинальную длину усилительных участков и их число для магистрали n_м и внутризоновых n₃ участков.

2. Произвести размещение усилителей в заданном канале. Рассчитать и построить диаграмму уровней.

3. Рассчитать мощность собственных помех в верхнем канале аналоговой системы передачи (АСП) и сравнить ее с нормируемой.

Варианты заданий приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1

	Номер варианта										Тип кабеля магис-трали	Число каналов ТЧ, Nм	Уровень передачи, дБ	L, км
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	КМ	10800	-26	3000
	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	КМ	5400	-20	2750
	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	КМ	3600	-18	2400
	31	32	33	34	35	36	37	38	39	40	КМ	2700	-15	1500
	41	42	43	44	45	46	47	48	49	50	КМ	1920	-13	1000
	51	52	53	54	55	56	57	58	59	60	МКТ	3000	-22	1750
	61	62	63	64	65	66	67	68	69	70	МКТ	1800	-17	900
	71	72	73	74	75	76	77	78	79	80	МКТ	1920	-18	800
	81	82	83	84	85	86	87	88	89	90	МКТ	1020	-10	500
	91	92	93	94	95	96	97	98	99	100	МКТ	300	-4	400
	3.2	3.6	3.8	4.2	4.8	5.2	5.8	6.4	7.2	7.6	Коэф. шума магистрального усилителя dш, дБ
	1	1.5	2	2.5	3	3.5	4	4.5	5	6	l1, км
	100	80	70	60	40	20	50	10	8	5	l2, км
	1000	1000	500	250	500	250	60	30	60	30	Число каналов ТЧ на зоновом участке N3

Для всех вариантов коэффициент шума усилителей на АТС n_ш =+10дБ.

Методические указания к выполнению задания

1. Канал ТЧ содержит 3 типовых участка: абонентский, зоновый и магистральный. Абонентские и зоновые участки реализованы на симметричном многопарном кабеле типа МКС; магистральные  на коаксиальном кабеле типа КМ и МКТ. Поскольку длина магистрального участка L много больше длин абонентских и зоновых участков, наибольший вклад в мощность помех вносит магистраль. Из максимально допустимой мощности помехи на выходе канала ТЧ протяженностью 2500 км, равной 10000 пВт0п, на станционное оборудование отводится 2500 пВт0п и 7500 пВт0п – на линейный тракт. Таким образом, на 1 км линейного тракта должно приходиться не более 3 пВт0п помехи линейного оборудования. Для магистрального участка АСП эта величина снижается до 1,5 пВт0п/км. Учитывая эксплуатационный запас, эти величины снижают в два раза.

Распределение помехи линейного оборудования различно для симметричных и коаксиальных кабелей. Для симметричного кабеля мощности помех собственных, нелинейных и от линейных переходов соотносятся, как 1:1:2. Для коаксиального кабеля, где нет помех от линейных переходов, мощность собственных и нелинейных помех соотносятся, как 1:1. При выполнении задания необходимо учитывать именно эти соотношения.

2. Оптимальную длину усилительного участка l₀ находят из условия равенства суммарной мощности собственных помех на один километр тракта и нормативной мощности собственных помех.

, (3.1)

где =0,75 – псофометрический коэффициент;

10⁹ – множитель перевода размерности помех из мВт0п в пВт0п;

р_сш – уровень собственных шумов;

р_г – уровень выходной мощности генератора зонового и магистрального участков, задающий ее отклонение от абсолютного уровня;

 - коэффициент затухания кабеля, дБ/км, на частоте верхнего канала АСП f_в:

 = а_i , (3.2)

где а – параметр, зависящий от типа кабеля (таблица 3.2).

Таблица 3.2

Тип кабеля	МКС	МКТ	КМ
а	5,7	5,3	2,5

Уравнение (3.1) можно записать через уровни передачи:

. (3.3)

При определении f_B нужно руководствоваться частотным планом АСП. Для магистрального участка он определяется числом передаваемых каналов ТЧ. Эти каналы объединяются в группы (таблица 3.3).

Таблица 3.3

Группа	Первичная	Вторичная	Третичная	Четверичная
Частотный диапазон, кГц	60-108	312-552	812-2044	8516-12388

На местных линиях (АТС-АТС), (АТС-МГТС) используют однополосную двухкабельную систему на базе симметричного кабеля, по которой передается вторичная группа. На магистральных участках, где число одновременно передаваемых каналов n_м велико, непосредственно третичные и четверичные группы обычно не используются. Это связано с тем, что отведенный для них частотный диапазон используется неэффективно (не заняты низкочастотные участки 0-812 кГц и 0-8516 кГц). Поэтому спектры этих групп для передачи по коаксиальному кабелю с помощью аппаратуры сопряжения (система гетеродинов) преобразуются в линейные спектры систем передачи (таблица 3.4).

Таблица 3.4

Система передачи	К-300	К-1920	К-3600	К-1800	К-5400	К-10800
Диапазон частот, кГц	60-1300	312-8544	812-17596	316-8204	4332-31084	4332-59684

При работе по симметричному кабелю (обычно на зоновых сетях связи) используют системы передачи, указанные в таблице 3.5.

Таблица 3.5

Система передачи	К-60П	К-1020С
Диапазон частот, кГц	12-252	312-4636

Решение уравнения (3.1) или (3.3) можно найти либо графически, либо численным способом, составив программу для ЭВМ по решению нелинейного уравнения. В контрольной работе студент приводит ход расчетов (графики или компьютерные программы).

3. Номинальное значение длины усилительного участка принимают равным

l_ном =(0,75-0,9)l₀. (3.4)

4. Размещение оборудования (усилителей и пр.) на магистрали производится по схеме: оконечный пункт (МГТС) – необслуживаемые усилительные пункты (НУП) – обслуживаемый усилительный пункт (ОУП) и т.д. Расстояние ОУП-ОУП принять равным L_c=2000 км. НУП располагают друг от друга на расстоянии l_ном. Если L_c не кратна l_ном, то последний усилительный участок выполняют укороченным, дополняя его длину l_ном путем установки на ОУП или ОП искусственной линии (ИЛ).

Построение диаграммы уровней производят согласно п.п. 1, 2 для всех участков. На диаграмме наносят значения уровней генератора, уровни сигнала на входе усилителя и уровень собственных шумов.

5. Расчет мощности собственных шумов канала ТЧ проводят суммированием мощностей всех участков на верхних частотах каждого участка:

Р_сп = Р_{сп.аб уч} + Р_{сп.зон.уч} + Р_сп.маг. (3.5)

Каждое слагаемое в (3.5) рассчитывается по формуле

Р_спi = , (3.6)

где _i – коэффициент затухания в кабеле на i-ом участке.

Полученную мощность шумов сравнивают с нормативной мощностью.