Файл: Цалиович А.Б. Методы оптимизации параметров кабельных линий связи.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 20.07.2024
Просмотров: 97
Скачиваний: 0
В результате из ф-л (2.16), 2.17), (2.30)—(2.32) с учетом выше изложенного получаем выражения для расчета коэффициента зату хания симметричных высокочастотных кабельных цепей в диапазоне частот ориентировочно 0,14-10 Мгц:
для цепей с медными жилами
а = 9,35- |
6 |
|
|
|
|
Ю ~d, |
х У У / |
1 + |
2 S" |
+ |
|
In |
25-^-гр |
|
|||
|
|
do
(2.41)
для цепей с алюминиевыми |
жилами |
|
|
9 , 3 5 - l Q - 6 x V^f |
{ 100 |
1 + |
+ |
|
|
||
|
|
|
|
In 25-7-Ф |
|
2.25 І if |
|
(2.42)
На нижних частотах указанного диапазона в (2.41) и (2.42) не обходимо учитывать также второе слагаемое из (2.30)
Л Г |
Т |
120 |
/ |
d, |
\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Z ^ v ^ ~ v ^ l n \ 2 l t v - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( 2 - 4 3 ) |
|||||
Аналогичным образом могут быть получены аналитические вы |
||||||||||||||||
ражения |
для параметров |
передачи |
симметричных |
кабельных |
цепей. |
|||||||||||
С целью оценки точности расчета по предлагаемым формулам на |
||||||||||||||||
рис. 2.3 |
в |
качестве примера представлены |
результаты |
расчета по |
||||||||||||
ос |
|
|
|
|
ф-ле (2.41) частотной |
характе |
||||||||||
|
|
|
|
ристики |
|
коэффициента |
затухания |
|||||||||
нел/км |
|
|
|
|
кабеля типа МКС - 4Х4ХІ . 2 и |
|||||||||||
|
|
|
|
|
справочные данные. Как видно из |
|||||||||||
|
|
|
|
|
графика, |
расхождение между .кри |
||||||||||
0,3 |
|
|
|
|
выми |
невелико. |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
Расчет |
параметров |
передачи |
|||||||||
|
|
/у |
|
|
|
|||||||||||
|
|
• |
|
низкочастотных |
кабелей |
значи |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/У/у |
|
|
тельно |
проще, |
чем |
высокочастот |
||||||||
0,2 |
|
///У |
|
|
ных. |
В |
этом |
случае следует |
учи |
|||||||
|
|
|
тывать их специфические особенно |
|||||||||||||
|
|
/у// У |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
сти: |
ограниченный |
спектр |
частот, |
|||||||||
|
|
'/ |
|
|
большое |
число цепей, |
сравнитель |
|||||||||
0,1 |
|
|
|
|
но |
|
небольшие |
диаметры |
|
жил. |
||||||
|
100 |
|
|
В |
дальнейшем |
ограничимся |
рас |
|||||||||
О |
|
|
|
смотрением |
только |
'неп'упинизи'ро- |
||||||||||
Рис. 2.3. |
Частотные |
характе |
©анных |
|
кабелей. |
|
|
|
|
|
||||||
ристики |
коэффициента |
|
затуха |
|
Как |
|
известно |
[10], |
затухание |
|||||||
ния кабеля типа МКС-4Х4Х1,21 |
|
|
||||||||||||||
( |
|
расчетная, |
|
- |
и волновое сопротивление симмет- |
|||||||||||
|
|
фактическая) |
|
|
РИЧНОЙ |
|
ЦЄПИ |
В |
области |
НИЗКИХ |
3°* |
33 |
частот могут быть определены из выражений:
|
|
(2.44) |
У а С |
|
(2.45) |
|
|
|
Формулы (2.44) |
и (2.45) обладают погрешностью менее |
1% при |
#/6*1.3*50 и менее |
3% лри #/oxL3s20 Ці2]. |
|
Для низкочастотных кабелей расчетная частота принимается, как |
||
правило, равной 800 гц. Учитывая, что на низких частотах |
активное |
сопротивление можно принять равным сопротивлению постоянному
току, из ф-л (2.44), |
(2.45), используя выражения |
(2.19), (2.31) и |
|
(2.32), получаем: |
|
|
|
0,295 - Ю - 3 |
X |
LiiZ. |
(2.46) |
а = |
|
||
|
|
1> |
|
|
г In |
d. |
|
2400 |
"о |
|
|
|
(2.47) |
||
|
|
|
При расчете электрических параметров коаксиальных цепей учи тывается, что они используются, начиная с достаточно высоких час тот.
Для расчета электрических параметров коаксиальных пар с мед ными проводниками в зависимости от конструктивных размеров мож но воспользоваться выражениями [11]:
8 . з 5 У 7 ^ Л + - ^ \ ю - 3
а = a D = • |
|
12dln D |
|
|
|
|
(2.48) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
D |
|
|
|
|
|
(2.49) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
В выражении |
(2.48) не учитывается, |
как |
малая, |
составляющая |
||||
затухания, |
обусловленная |
потерями |
в диэлектрике |
— аа |
(см. |
|||
стр. 30): при частоте 110 Мгц |
величина |
а с для нормальной коакси |
||||||
альной пары (2,6/9,4) составляет около |
0,5% |
от а, |
для |
малогаба |
||||
ритной коаксиальной пары (1,2/4,6) — 0,3% от а. |
|
|
|
|||||
Определение |
взаимозависимости между стоимостью кабелей |
свг ,- |
зи и коэффициентом затухания может быть произведено путем сов местного решения систем ур-ний (2.14) и (2.41) или (2.42) — для высокочастотных симметричных кабелей, (2.14) и (2.46) — для низ кочастотных симметричных кабелей, (2.15) и (2.48) — для коакси альных кабелей.
Определение взаимозависимости |
между стоимостью, затуханием |
и волновым сопоставлением кабелей |
вводится к решению систем иэ |
36
трех уравнений, полученных добавлением к указанным выше систе мам уравнений ф-л (2.43), (2.47), (2.49) соответственно.
Аналогичным образом может быть выражена взаимосвязь между стоимостью кабелей и другими параметрами.
Однако для анализа зависимости стоимости кабеля от электри ческих характеристик удобней оперировать не с системами уравне ний, а с одним уравнением. Можно достичь объединения уравнений указанных систем в одно обобщенное уравнение. Причем с точки зрения упрощения математических выкладок целесообразно выразить через другие параметры диаметр неизолированной жилы симметрич ной цепи и внутреннего проводника коаксиальной пары, принимая в
качестве |
второго конструктивного |
параметра |
цепей |
величины |
|||||||
di/do и |
D/d. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таким образом, из выражений (2.41), (2.46), (2.48) получаем для |
|||||||||||
медных |
высокочастотных |
симметричных цепей |
|
|
|||||||
|
|
|
0,73-10~3 |
У " е э / |
1 + |
|
h |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
5 т |
|
|
|
|
а |
1п |
d1 |
- 9 , 3 5 |
Ю - 6 |
|
(R'm+R'3)VB3f |
|
||
|
|
«о |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(2.50) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
для |
медных |
низкочастотных цепей |
|
|
|
|
|||||
do |
2 |
0 3 - Ю - 3 ' |
|
|
|
|
|
|
|
(2.51) |
|
=3- |
а |
|
V |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
dn |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
для медных |
коаксиальных |
цепей |
|
|
|
|
|
||||
|
8.35 У7еэ / 1 + - |
|
10~ |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
12 a In- D |
|
|
|
|
|
|
(2.52) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Подставляя ф-лы (2.50), (2.51), (2.52) |
соответственно |
в (2.14) и |
||||||||
(2.15), яолучаем |
искомые |
выражения, |
связывающие стоимость кабе |
||||||||
ля |
с его конструктивными |
и электрическими характеристиками: |
|||||||||
|
для |
высокочастотного |
симметричного кабеля |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
г |
|
h |
і |
2 |
|
|
|
|
0 , 7 3 - Ю - 3 Vesf |
'1 + |
d1 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d0. |
|
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
In |
|
- 9 , 3 5 - |
Ю - 6 |
|
(я'ж+Яэ)УгэГ |
||
|
|
|
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
|?ж |
Рж + YH РИ (jjj^J |
А . |
|
|
— |
In |
|
|
•9,35- Ю - 6 |
|
|
(R'x+R'3)Ye3f |
|
|
|||
X |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 , 7 3 - К Г 3 |
f&3f |
1 + |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
x |
V УС Pit і |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(2.53) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
для |
низкочастотного симметричного |
кабеля |
|
|
|
|||||||
|
|
2 0 3 - Ю - 3 |
у. |
|
/ |
' еТТ |
|
"~ " |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
V |
|
dQ |
|
X |
|
|
||
|
|
|
|
|
/ |
In |
d, |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X { ~ |
І'уж р ж + |
YH Ри ( ( " ^ — 1 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
In |
|
d. |
|
|
|
|
|
d. |
|
|
|
|
|
d0 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
TytPitt |
І ; |
(2-54) |
|||
|
do 2,03-10~3 |
% f |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
для |
коаксиального |
кабеля |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
12 a In |
Б |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
— |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
\2 |
|
|
|
|
|
|
X \ |
-7" І їжі Ржі + YH РИ | ( ~J |
I — 1 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
12a — |
in — |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8,35 |
Vfea(l- |
|
|
•10" |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(2.55) |
38
2.4. Определение зависимости между
стоимостными и эксплуатационнотехническими характеристиками аппаратуры уплотнения и усиления для кабельных линий связи
Укрупненный расчет стоимости аппаратуры связи пред ставляет значительные трудности, ввиду разнообразия типов и схем входящих в нее элементов и функциональных узлов, обусловленного назначением, областью применения, техническими характеристиками и методами эксплуатации оборудования. Трудности особенно возраста ют при сравнении аппаратуры, основанной па различных техничес ких принципах. Однако при сравнительной оценке аппаратуры, ра ботающей на одних и тех же технических принципах, можно исследо вать все рассматриваемые варианты при одинаковых условиях, что вытекает из требования их сопоставимости. Это обстоятельство явля ется основанием для применения методов укрупненных расчетов, так как при указанных условиях для различных систем уплотнения (проектируемых и существующих) требуются сравнимые статьи за трат.
Система высокочастотной связи состоит из оконечных станций с оборудованием частотного преобразования и кабельной линии с об служиваемым и необслуживаемым усилительным оборудованием.
Оборудование оконечных станций включает аппаратуру многока нальных систем передачи, а также вводную, испытательную, измери тельную аппаратуру, оборудование контроля и коммутации каналов и групп, служебной связи, дистанционного питания, телеуправления, вспомогательную аппаратуру. Стоимость многоканальных систем пе редачи, как правило, значительно превышает затраты на остальное станционное оборудование, причем последние практически не зависят от основных характеристик аппаратуры и кабеля и в большинстве случаев могут быть исключены из рассмотрения при технико-эко номическом сравнении различных вариантов организации кабельных линий связи.
По назначению и выполняемым функциям оборудование собствен но систем передачи можно подразделить на индивидуальное, груп
повое и генераторное оборудование. При этом для |
многоканальных |
|
систем с числом каналов |
более 24 это оборудование |
разрабатывает |
ся с учетом унификации |
элементов. |
|
В общем случае определение стоимости аппаратуры может про изводиться согласно выражению (2.2) указанными выше укрупнен ными методами (см. § 2.1), причем в качестве основной статьи рас чета обычно рекомендуется применять статью затрат на покупные
изделия и полуфабрикаты, удельный вес которых в общей |
стоимости |
||
аппаратуры весьма |
велик. |
|
|
В качестве |
примера в табл. 2.3 приведена структура себестоимо |
||
сти аппаратуры |
вч |
уплотнения. |
|
С точки зрения |
технико-экономической эффективности |
системы |
связи в целом при рассмотрении аппаратуры уплотнения кабельных линий связи наиболее важными представляются следующие ее па раметры: -мощность системы (количество организуемых одной систе
мой |
уплотнения каналов), ширина и расположение линейного |
спект |
ра |
частот. |
|
Поэтому при рассмотрении вопросов технико-экономической |
опти |
|
мизации кабельных магистралей необходимо в первую очередь |
опре- |