 |
Расчет длины участка регенерации при работе ЦСП по коаксиальным кабелям
|
|
|
|
В линии связи на передаваемый сигнал действуют разнообразные поме-хи, основными из которых являются: собственные помехи и переходные помехи. Величины этих помех зависят от типа кабеля и схемы организации связи.
В коаксиальных кабелях, коаксиальные пары хорошо экранированы друг от друга, поэтому основным видом помех, определяющих длину участка регенерации, являются собственные помехи (тепловые шумы линии и шумы корректирующего усилителя).
Расчет длины регенерационного участка следует произвести двумя способами.
5.3.1 Первый способ [2].
При нормальной температуре и ширине полосы частот линейного тракта Δf=1 МГц, мощность теплового шума линии Рт.ш.=0,404∙10-11 мВт, что соответствует уровню по мощности рт.ш.=-114 дБ. Тогда, с учетом собственных шумов корректирующего усилителя КУ (рисунок 5.1), уровень теплового шума равен:
рт.ш.=-114+10∙lg(0,5∙fтакт.)+Fку (5.5)
где Fку- коэффициент шума корректирующего усилителя (задан в исходных
данных на проектирование), дБ;
fтакт- тактовая частота (скорость передачи) ЦСП, МГц.
Точная оценка мощности полезного сигнала на входе регенератора затруднительна, поскольку спектр сигналов широкий и затухание линии зависит от частоты. Но ввиду того, что наиболее мощные составляющие спектра данных сигналов расположены в области частоты 0,5∙fтакт, упрощенно расчет затухания линии проводится на этой частоте. Таким образом:
рпр.= рпер- a(0,5∙fтакт)∙lpу , дБ (5.6)
где a(0,5∙fтакт)- коэффициент затухания кабеля на частоте 0,5∙fтакт (таблица 3.2),
дБ/км;
рпер- уровень по мощности импульса цифрового сигнала на входе участка
регенерации, дБ;
рпр- уровень по мощности импульса цифрового сигнала на выходе участка
|
|
|
регенерации, дБ.
рпер=10·lg(U2имп·103/Zв), дБ (5.7)
где Uимп- амплитуда импульса цифрового сигнала (в технических данных
аппаратуры), В;
Zв- волновое сопротивление кабельной цепи (таблица 3.2), Ом.
С учетом соотношений (5.6) и (5.7), ожидаемая защищенность сигнала от помех на входе регенератора равна:
Аз.ож= рпр- рт.ш =114+рпер-10∙lg(0,5∙fтакт.)-a(0,5∙fтакт)∙lpу-Fку (5.8)
Качество работы регенератора оценивается вероятностью ошибки в регенераторе [2]: рош.рег=1,5∙Ф(0,5∙Uимп/σ), где σ- среднеквадратическое напряжение помехи, Ф()- интеграл вероятности. Защищенность цифрового сигнала от помех равна: Аз=20∙lg(Uимп/σ), т.е. так же как и вероятность ошибки зависит от соотношения Uимп/σ, следовательно, вероятность ошибки в регенераторе зависит от величины защищенности сигнала от помех. Эта зависимость рассчитана и приведена в таблице 5.1 [2], или на рисунке 5.5 [7].
Таблица 5.1- Зависимость вероятности ошибки от защищенности сигнала
| Аз.табл, дБ | 16,1 | 17,7 | 18,8 | 19,7 | 20,5 | 21,2 | 21,7 | 22,2 | 22,6 | 23,4 | 23,6 | |
| рош.рег | 10-2 | 10-4 | 10-5 | 10-6 | 10-7 | 10-8 | 10-9 | 10-10 | 10-11 | 10-12 | 10-13 | 10-14 |
Расчет в таблице 5.1 проводился в предположении идеальности коррекции цифрового сигнала в КУ (идеальности глаз-диаграммы регенератора). При реальной глаз-диаграмме, с учетом неидеальности работы АРУ, нестабильности значений пороговых напряжений решающего устройства, для обеспечения указанных в таблице 5.1 (на рисунке 5.5) значений вероятности ошибки, необходимо увеличить защищенность на 5÷6 дБ.
 |
Рисунок 5.5- График зависимости вероятности ошибки в регенераторе
от защищенности сигнала от собственных помех
Задаваясь необходимой вероятностью ошибки рош.рег, по таблице 5.1 (по рисунку 5.5) выбирают табличное значение защищенности сигнала от помех на входе регенератора Аз.табл и определяют ожидаемую защищенности сигнала от помех Аз.ож=Аз.табл+ΔА (ΔА=5÷6 дБ). При выборе Аз.табл по таблице 5.1, для значения рош.рег, отсутствующего в таблице, следует произвести интерполяцию.
|
|
|
Из формулы (5.8) определяют максимально возможную длину регенерационного участка [2]:
lpу.макс=[114+рпер-10∙lg(0,5∙fтакт.)-Fку-Аз.ож]/a(0,5∙fтакт) (5.9)
5.3.2 Второй способ [1, 4].
Коэффициент затухания цепи участка регенерации (рисунок 5.1) возрастает при увеличении частоты, что является основной причиной появления межсимвольной помехи. Корректирующий усилитель КУ усиливает принятый сигнал, одновременно корректируя АЧХ цепи, что позволяет практически межсимвольной помехой пренебрегать.
Ожидаемая защищенность от собственных помех в ТР будет равна [1, 4]:
Аз.ож=рпер+101-Fку-10·lg(0,5∙fтакт)-10·lgh(Ац), дБ (5.10)
Функция 10·lgh(Ац) с точностью не хуже ±0,5 дБ в диапазоне изменения аргумента 50£Ац£96 дБ (что соответствует реальным ситуациям) может быть рассчитана по приближенной формуле [1, 4]:
10·lgh(Ац)»1,175·Ац-20 дБ, (5.11)
Затухание цепи участка регенерации на полутактовой частоте равно:
Aц=a(0,5∙fтакт)·lpу (5.12)
В этом случае выражение (5.10) приобретает вид:
Аз.ож=рпер+121-Fку-10·lg(0,5∙fтакт)-1,175·a(0,5∙fтакт)·lpу, дБ (5.13)
Графически решая неравенство Аз.ож³Аз.доп (рисунок 5.4) находится мак-симально возможная длина участка регенерации lpу.макс.
Содержание раздела:
а) привести теоретический материал по способам расчета длины регенерационного участка, при работе ЦСП по коаксиальному кабелю;
б) расчет длины регенерационного участка провести двумя способами;
в) при расчете по первому способу, задавшись необходимой вероятностью ошибок рош.рег, по таблице 5.1 (по рисунку 5.5) выбрать защищенность Аз.табл и определить Аз.ож. По формуле (5.9), с учетом (5.7), рассчитать значение lpу.макс и определить значение lpу (пункты д), е) последовательности определения длины регенерационного участка в подразделе 5.2);
г) при расчете по второму способу, задаваясь значениями lpу, по формуле (5.13), с учетом (5.7), рассчитать и построить график зависимости ожидаемой защищенности на входе регенератора от длины участка регенерации Аз.ож(lpу). Значения lpу следует брать те же, что и при расчете Аз.доп(lpу) в подразделе 5.2. График следует построить вместе с графиком Аз.доп(lpу) из подраздела 5.2, на миллиметровой бумаге. По графику найти значение lpу.макс и определить значение lpу (пункты г), д), е) в подразделе 5.2);
|
|
|
д) из значений lpу, найденных по первому и второму способам расчета, выбрать меньшее;
е) значение lpу сравнить с номинальной длиной регенерационного участка, определенной в технических данных аппаратуры. По результатам сравнения сделать выводы о возможности использования данной аппаратуры при заданных условиях.
|
|
|
