Цифрова система передавання по металевому кабелю

КК 2,6/9,4 мм   -   22км;

КК 1,2/4,6 мм   -  10 км;

КК 0,7/3,0 мм   -  7км;

СК 1x4x1,2 мм  -  10км.

У лінійних трактах, побудованих на основі симетричного кабелю, поряд із власною перешкодою доводиться рахуватися з перехідною перешкодою між парами того самого кабелю. При двокабельній схемі перехідна  перешкода пов'язана з наявністю  перехідного впливу на віддаленому  кінці ланцюга. Найбільший рівень перехідної перешкоди має місце при передачі в ланцюзі послідовності, яка  впливає, імпульсів з полярністю, що чергується, показаної на рис.5.2.

Спектр такого сигналу містить складову з напівтактовою  частотою і її непарні гармоніки. Оскільки смуга пропускання КУ обмежена тактовою частотою, то заважаючий вплив  буде чинити тільки перша гармоніка  цієї імпульсної послідовності.

Рис. 5.2.

 

У розглянутому випадку захищеність від перехідної перешкоди в ТРР дорівнює захищеності  ланцюга на віддаленому кінці  на напівтактовій частоті.

                                       (5.3)

Частотна  залежність середнього значення захищеності  на віддаленому кінці для кабелю з кордельно-полістирольною ізоляцією  має вигляд:

Аз₁ (f) = Аз₁ (f = 1 МГц) – 40 · ℓg ( f / 2).               (5.4)

Тут, як і  раніше, частота виражена в мегагерцах.

Користуючись  формулами (5.3) і (5.4), визначаємо захищеність  від перехідної перешкоди, порівнюємо знайдене значення захищеності з  припустимим А_з._пп.доп = 18 дБ, робимо висновок про можливість використання симетричного кабелю на розрахункових частотах. Приймаємо, що захищеність ланцюга на віддаленому кінці на частоті 1 МГц складає А_з1 (f = 1 МГц) = 60 дБ.

A_зl (f_т / 2) = 60 – 40 · ℓg (12,54 / 2) = 33,776 дБ.

Знайдене  значення A_зl (f_т / 2) більше 18 дБ, виходить,  симетричний кабель використовувати можна.

Вибір типу кабелю здійснюється на основі економічних  міркувань по мінімуму витрат.

Кількість НРП  визначають по формулі

Вартість  усіх НРП 

Вартість  кабелю

Сумарні витрати

З ⁼ С_НРПΣ + С_КАБΣ

С_нрп - вартість одного НРП;

С_каб - вартість одного кілометра кабелю;

n - кількість ОРП на магістралі (n = 0), дорівнює за умовою кількості переприйомів по ТЧ;

Ц - означає  найближче ціле число, більше числа, що стоїть в дужках.  

 Вихідні  дані для розрахунку беремо  з табл.5.1.

 

Для КК 2,6/9,4 мм    -    22км;     Q_НРП = Ц (550 / 22) = 25

С_НРПΣ = 5,5 · 25 = 137,5 т. грн.

С_КАБΣ = 3,6 · 550 = 1980 т. грн.

З = 137,5 + 1980 = 2117,5 т. грн.

КК 1,2/4,6 мм    -    10км:               Q_НРП = Ц (550 / 10) = 55

С_НРПΣ = 5,5 · 55 = 302,5 т. грн.

С_КАБΣ = 1,6 · 550 = 880 т. грн .

З₀ = 302,5 + 880 = 1182,5 т. грн.

КК 0,7/3,0 мм    -    7км:               Q_НРП = Ц (550 / 7) = 79

С_НРПΣ = 5,5 · 79 = 434,5 т. грн.

С_КАБΣ = 0,9 · 550 = 495 т. грн.

З₀ = 434,5 + 495 = 929,5 т. грн.

СК 1x4x1, 2 мм  -   10км.:             Q_НРП = Ц (550 / 10) = 55

С_НРПΣ = 5,5 · 55 = 302,5 т. грн.

С_КАБΣ = 2 · 0,345 · 550 = 379,5 т. грн.

З₀ = 302,5 + 379,5 = 682 т. грн.

 

Найменші  витрати виходять при використанні симетричного кабелю СК1x4x1,2 мм, виходить, доцільніше за все вибрати симетричний  кабель.

 

6.ОЦІНКА НАДІЙНОСТІ ЛІНІЙНОГО ТРАКТУ ЦСП

 

Під надійністю елемента (системи) розуміють його здатність  виконувати задані функції з заданою  якістю протягом деякого проміжку часу у визначених умовах. Зміна стану  елемента (системи), що спричиняє втрату зазначеної властивості, називається  відмовою. Системи передачі відносяться  до відновлюваних систем, у яких відмови можна усувати.

Одне з  центральних положень теорії надійності полягає в тому, що відмови розглядають  у ній як випадкові події. Інтервал часу від моменту вмикання елемента (системи) до його першої відмови є  випадковою величиною, яку називають  «час безвідмовної роботи». Інтегральна  функція розподілу цієї випадкової величини, яка являє собою (по визначенню) імовірність того, що час безвідмовної роботи буде менше, ніж t, позначається q(t) і має значення імовірності  відмови на інтервалі (0,t). Імовірність  протилежної події - безвідмовної роботи на цьому інтервалі – дорівнює 

p(t) = 1 - q (t).

Зручною мірою надійності елементів і  систем є інтенсивність відмов λ (t), що являє собою умовну щільність  імовірності відмови у момент t, за умови, що до цього моменту відмов не було. Між функціями  p (t)  і  λ (t) існує взаємозв'язок:   p (t)=

.

У період нормальної експлуатації (після приробки, але  ще до того, як наступив фізичний знос) інтенсивність відмов приблизно  постійна

У цьому випадку 

p (t) = е ^{- λ · t}.

 

Таким чином, постійній інтенсивності відмов, характерній для періоду нормальної експлуатації, відповідає експонентне  зменшення імовірності безвідмовної роботи з часом.

Середній  час безвідмовної роботи (наробіток  на відмову) знаходять як математичне  чекання випадкової величини «час безвідмовної роботи»

.

Отже, середній час безвідмовної роботи в період нормальної експлуатації зворотньо  пропорційний інтенсивності відмов t_cp = 1/λ.

Оцінимо надійність деякої складної системи, що складається  з множини різнотипних елементів.

Нехай p_l (t), p₂ (t), ... , p_r (t)  -імовірність безвідмовної роботи кожного елемента на інтервалі часу (0,t), r - кількість елементів у системі. Якщо відмови окремих елементів відбуваються незалежно, а відмова хоча б одного елемента веде до відмови всієї системи (такий вид з'єднання елементів у теорії надійності зветься послідовним), то імовірність безвідмовної роботи системи в цілому дорівнює добутку імовірності безвідмовної роботи окремих її елементів.

p_cucm(t) ⁼

                      (6.1)

де  ;

λ_i - інтенсивність відмов і-го елементу.

 

Середній  час безвідмовної роботи системи

t_cp.cиcт. =

.

До   числа   основних   характеристик   надійності   відновлюваних елементів  і систем відноситься коефіцієнт готовності.

 

K_r = t_CP / (t_CP + t).                                       (6.2)

 

t - середній  час відновлення елемента (системи). Він відповідає імовірності того, що елемент (система) буде працездатний  у будь-який момент часу.

 

6.1. Розрахунок інтенсивності відмов  і середнього часу наробітку  на відмову тракту

Відповідно  до виразу (6.1) інтенсивність відмов лінійного тракту визначають як суму імовірностей відмов НРП, ОРП і кабелю

 _СИСТ = _НРП · Q_НPП + _ОРП · Q_OPП + _КАБ ·L,

де  _НРП,  _ОРП    -  інтенсивності відмов НРП і ОРП;

Q_HPП, Q_OPП   -  кількість НРП і ОРП;

 _КАБ -  інтенсивність відмов одного кілометра кабелю;

L -  довжина  магістралі

 _СИСТ = 3 · 10 ^{- 8} · 55 + 10 ^{- 7} · 0 + 5 ·10 ^{- 8} · 550 = 2,925 · 10 ^{- 5}  1 / годину.

Середній  час безвідмовної роботи лінійного  тракту визначається по формулі:

t_CP = 1 / λ _СИСТ

t_CP = 1 / 2,925 · 10 ^{- 5} = 34188 г. = 3,9 років.

 

6.2. Розрахунок імовірності безвідмовної  роботи

 

Імовірність безвідмовної роботи протягом заданого проміжку часу знаходимо по формулі (6.1)

для   t_l = 24 г. (доба),

t₂ = 720 г. (місяць),

t₃ = 8760 г. (рік).

 _СИСТ = 3,294·10 ^{– 5}; 

  t = 24;        t = 720;        t = 8760;

P (24) = 0,99920972;

P (720) = 0,95367377;

P (8760) = 0,74934606.

 

6.3. Розрахунок коефіцієнту готовності

 

Цю характеристику надійності розраховують по формулі (6.2). Середній час відновлення зв'язку знаходять з виразу:

 

t_В = ( _НРП · Q_НРП · t_В.НРП + _ОPП · Q_ОРП · t_В.ОРП + _КАБ · Q_КАБ · t_В.КАБ) / _СИСТ,(6.3.)

 

де:

t_В.HPП,  t_В.ОРП, t_В.КАБ - час відновлення відповідно НРП, ОРП і кабелю.

 

t_В = (3 · 10 ^{- 8} · 55 · 4 + 10 ^{- 7} · 0 · 0,5 + 5 ·10 ^{- 8} · 550 · 5) / 3,925 · 10 ^{- 5} = 4,92 г.

 

Звідси коефіцієнт готовності:

 

К_Г = 34188 / (34188 + 4,879) = 0,99986. 
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

 

Основна

1. Зингиренко А. М. , Баєва Н.Н., Тверецкий М.С. Системы многоканальной связи- М.: Связь, 1980
2. Гитлиц М.В., Лев А.Ю. Теоретические основы многоканальной связи. – М.: Радио и связь, 1985

  

Додаткова

 

3. Левин Л.С., Плоткин М.А. Цифровые системы передачи информации . М.: Радио и связь, 1982.
4. Расчет электрических характеристик  линейных трактов кабельных ЦСП/ВЗЭИС.- М. , 1988