Основные параметры многоканальных систем передачи по симметричным кабелям различной конструкции, предназначенным для зоновой связи

Зоновая связь

Симметричный кабель

Система передачи	Кабель	Линейный спектр кГц, скорость кбит/с	Длина УУ,км	Расстояние между ОУП,км	Длительность действия, км
К -60	ЗКПБ-1х4x1,2	12-250
ИКМ-120	ЗКПБ-1х4x1,2

ИКМ-120. Техническая характеристика.

Вторичная цифровая система передачи ИКМ-120 предназначена для организации пучков каналов ТЧ на местной и внутризоновой первичных сетях, обеспечивая передачу всех видов сигналов электросвязи, предусмотренных ВСС. В системе передачи используются высокочастотные симметричные кабели МКСА 1X4X1.2; ЗКЛШ 1X4X1.2; ЗКПБ-1х4x1,2; МКСАП 4X4X1.2; МКСБ 4X4X1.2; МКСБ 7X4X1.2. Работа системы организуется по двухкабельной четырехпроводной однополосной схеме, т.е. для образования линейного тракта прямого и обратного направлений используется одна симметричная пара в каждом кабеле.

По двум кабельным парам передаются сигналы 120 каналов 14 методом импульсно-кодовой модуляции с временным разделением каналов и скоростью передачи 8448 кбит/с с помощью посимвольного объединения. Аппаратура позволяет выполнять синхронное и асинхронное объединение (и разделение на приеме) четырех первичных цифровых потоков, передаваемых со скоростью 2048 кбит/с, во вторичный цифровой поток 8448 кбит/с.

Взаимодействие данной системы передачи с аналоговыми системами осуществляется как по каналам ТЧ, так и с организацией передачи вторичной группы 312...552 кГц в цифровой форме вместо трех первичных цифровых потоков (2048X3 кбит/с). В этом случае аппаратура работает в синхронно-синфазном режиме. Кроме того, в системе могут быть организованы 40 цифровых каналов с пропускной способностью 8 кбит/с и канал звукового вещания второго класса (вместо четырех каналов ТЧ в каждом первичном цифровом тракте).

Структура цикла передачи ЦСП ИКМ-120 приведена на рис. 1

Рис 1.

Цикл делится на четыре группы по 264 бита в каждой. В каждой из групп содержится 256 информационных и 8 служебных бит.

В четырех группах цикла размещаются последовательно чередующиеся информационные биты компонентных потоков. Служебные биты размещаются в начале каждой группы.

Сосредоточенный 8-разрядный синхросигнал (синхрогруппа – СГ) 11100110 размещен на временных позициях 1…8 группы 1.

Чередующиеся биты 3-разрядных команд согласования скоростей (КСС) размещены на позициях 1…4 каждой из групп 2, 3 и 4.

Сигналы цифровой служебной связи (ЦСС) размещены на позициях 5…8 группы 2. Скорость передачи этих сигналов .

Позиции 5…8 группы 3 свободны. Они предназначены для размещения технологических сигналов, передачи обратного аварийного сигнала, сигнала вызова по цифровой служебной связи.

Информационные биты, передаваемые при отрицательном согласовании скоростей, размещаются на позициях 5…8 4-й группы, а при положительном согласовании скоростей – на позициях 9…12 той же группы.

5. Пояснить схему организации связи, применяемую для кабеля ЗКПБ 1x4x1,2.

Рис. 1.2. Схема организации четырехпроводной связи, применяемая для кабеля КСПЗП1х4х1,2.

При четырехпроводной системе связь в прямом и обратном направлениях осуществляется в одной и той же по­лосе частот, но для прямой и обратной передач используются различные пары про­водов (рис. 1.2). По­следнее является существенным пре­имуществом четырехпроводной системы высокочастотной связи, так как значительно упрощает усилительное оборудование и позволяет осуществить устойчивую связь на значитель­ные расстояния,

Задание 4.

1. Поясните классификацию оптических кабелей связи, их достоинства и недостатки

2. Приведите эскизы типовых конструкций оптических кабелей и поясните их;

3. Приведите эскиз и поясните принцип действия волоконных световодов;

4. Поясните марку заданного оптического кабеля;

5. Приведите эскиз заданного оптического кабеля и поясните все элементы его конструкции

Исходные данные приведены в таблице.

Вариант	Оптические кабели	Примечание
	ОКCТЦ	Оптические кабели СП ЗАО «МоскабельФуджитура»

1. Классификация оптических кабелей связи, их достоинства и недостатки.

По назначению оптические кабели (ОК) в отличие от электрических кабелей достаточно классифицировать на две основные группы:

- линейные — для прокладки вне зданий (для наружной aпрокладки и эксплуатации),

- внутриобъектовые — для прокладки внутри зданий (для внутренней прокладки и эксплуатации).

Современные одномодовые оптические волокна (ОВ), выполняющие в ОК роль среды передачи, имеют малое затухание, слабую его частотную зависимость и не являются ограничивающим фактором применения линейных ОК на сетях связи (магистральной, зоновых или местных).

Определяющим фактором применения линейных ОК на сетях связи являются условия их прокладки и эксплуатации. Оптические кабели позволяют создавать сети во всех средах: на суше, в воде и воздухе. С учетом этого линейные ОК можно классифицировать на три группы: подземные, подвесные, подводные.

ВнутриобъектовыеОК по условиям применения можно классифицировать на две группы:распределительные,станционные (монтажные).

Условия прокладки и эксплуатации ОК в одной и той же среде далеко не одинаковы, поэтому целесообразно классифицировать ОК и по вариантам их применения.

Классификация оптических кабелей по назначению, условиям и вариантам применения представлена на рис. 1.3.

Рис. 1.3. Классификация оптических кабелей связи.

Предложенная классификация ОК исходит из требований нормативно-технического документа Минсвязи России, определяющего технические требования к ОК с учетом их назначения, условий и вариантов применения на Взаимоувязанной сети связи (ВСС) России.

Достоинствами оптических кабелей по сравнению с электрическими являются:

- возможность передачи большого потока информации;

- малое ослабление и независимость его от частоты в широком диапазоне;

- высокая защищенность от внешних электромагнитных помех;

- малые габаритные размеры и масса;

- надежная техника безопасности (отсутствие искрения и короткого замыкания).

К недостаткам можно отнести:

- сложная технология изготовление оптического волокна;

- дорогое оборудование монтажа;

2. Приведите эскизы типовых конструкций оптических кабелей и поясните их.

Рис. 1.4. Типовые конструкции оптических кабелей: а—повивная концентрическая скрутка; б—скрутка вокруг профилированного сердечника; в—плоская конструкция; 1— волокно; 2— силовой элемент; 3— демпфирующая оболочка; 4—защитная оболочка; 5—профилированный сердечник; 6— ленты с волокнами

Однако все многообразие существующих типов кабелей можно подразделять на три группы (рис.1.4) :

кабели повивной концентрической скрутки

кабели с фигурным сердечником

плоские кабели ленточного типа.

Кабели первой группы имеют традиционную повивную концентрическую скрутку сердечника по аналогии с электрическими кабелями. Каждый последующий повив сердечника по сравнению с предыдущим имеет на шесть волокон больше. Известны такие кабели преимущественно с числом волокон 7, 12, 19. Чаще всего волокна располагаются в отдельных пластмассовых трубках, образуя модули.

Кабели второй группы имеют в центре фигурный пластмассовый сердечник с пазами, в которых размещаются ОВ. Пазы и соответственно волокна располагаются по геликоиде, и поэтому они не испытывают продольного воздействия на разрыв. Такие кабели могут содержать 4, 6, 8 и 10 волокон. Если необходимо иметь кабель большой емкости, то применяется несколько первичных модулей.

Кабель ленточного типа состоит из стопки плоских пластмассовых лент, в которые вмонтировано определенное число ОВ. Чаще всего в ленте располагается 12 волокон, а число лент составляет 6, 8 и 12. При 12 лентах такой кабель может содержать 144 волокна.

В оптических кабелях кроме ОВ, как правило, имеются следующие элементы:

силовые (упрочняющие) стержни, воспринимающие на себя продольную нагрузку, на разрыв;

заполнители в виде сплошных пластмассовых нитей;

армирующие элементы, повышающие стойкость кабеля при механических воздействиях;

наружные защитные оболочки, предохраняющие кабель от проникновения влаги, паров вредных веществ и внешних механических воздействий.

3. Приведите эскиз и поясните принцип действия волоконных световодов;

Рис. 1.5. Волоконные световоды: а) эпюра показателя преломления; б) прохождение луча: 1 – одномодовые; 2 – многомодовые; 3 – градиентные

Как видно из рисунка, ход лучей в различных световодах различен. В ступенчатоммногомодовомсветоводе лучи резко отражаются от границы сердечник — оболочка. Причем пути следования различных лучей различны, и поэтому они приходят к концу линии со сдвигом по времени. Это приводит к искажению передаваемого сигнала (дисперсии).

Градиентные световоды также являются многомодовыми. Но здесь лучи распространяются по волнообразным траекториям. Причем лучи, находящиеся близко от оси световода, проходят меньший путь, но в области с большим показателем преломления, а периферийные лучи имеют большой путь, но в среде с меньшим показателем преломления. В результате скорость распространения различных лучей выравнивается и они приходят к концу линии практически в одно время. Вследствие этого искажения передаваемого сигнала в градиентныхсветоводах меньше, чем в ступенчатых.

4. Поясните марку оптического кабеля ОКСТЦ;

ОКСТЦ-10-01-0,22-4…144 (2,7)- кабель оптический магистральный и внутризоновый:

ОК - оптический кабель;

СТ - броня из стальной ленты

Ц - одномодульный;

10 - диаметр модового поля

01 – центральная трубка из полибутилентерефталата;

0,22 –коэффициент затухания в дБ/км на длине волны 1550 нм;

48– количество волокон;

2,7 –допустимое растягивающее усилие в кН.

Кабель предназначен для прокладки в защитных пластмассовых трубах.

Наружный диаметр кабеля	10,6 – 11,5 (мм)
Номинальный вес	98 – 116 (кг/км)
Кабель устойчив к растягивающим усилиям	от 1,0 до 2,7 (кН)
Раздавливающим усилиям не менее	400 Н/см
Коэффициент затухания, на длине волны 1550 нм	0,22 дБ/км
Общее количество волокон	от 4 до 144

УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ И МОНТАЖА

Температурный диапазон эксплуатации- от минус 40ºС до плюс 60ºС

Кабели предназначены для монтажа и прокладки ручным и механизированным способами при температуре не ниже минус 10ºС

Допустимый радиус изгиба при монтаже не менее 20 номинальных диаметров кабеля при эксплуатации и не менее 250 мм при прокладке и монтаже.

Срок службы кабелей, не менее - 25 лет

Кабели стойки к воздействию плесневых грибов, росы, дождя, инея.

Кабель поставляется на деревянных барабанах в соответствии с ГОСТ 18690

5. Эскиз оптического кабеля ОКСТЦ и элементы его конструкции.

Рис. 1. 6. Эскиз и элементы конструкции оптического кабеля ОККТЦ.

Задание 5.

1. Поясните назначение и приведите эскиз оконечного кабельного устройства, нумерацию плинтов и пар.

2. Приведите эскиз труб кабельной телефонной канализации, укажите их достоинства и недостатки. Поясните на эскизе принцип нумерации каналов кабельной телефонной канализации.

3. Опишите порядок выполнения строительных работ на КЛС, согласно заданию.

4. Опишите порядок выполнения монтажа прямой муфты на кабелях, согласно заданию.

5. Поясните технику безопасности при выполнении строительно-монтажных работ согласно заданию.

Исходные данные приведены в табл.

Вариант	Оконечные устройства	Трубы кабельной канализации	Выполняемые работы при строительстве КЛС	Монтаж кабелей	Тонические безопасности выполнения работ
	БКТ 50	Асбестоцементные	Прокладка кабелей в канализации	ПРППМ-1х2х1,2	Производство земляных работ

1. Назначение и эскиз оконечного кабельного устройства, нумерация плинтов и пар.

Бокс кабельный телефонный БКТ предназначен для включения кабелей со свинцовой или пластмассовой оболочкой, для дальнейшей установки плинтов и защиты элементов кабеля и плинтов от механических повреждений и влаги.

Технические характеристики: БКТ 30х2: корпус бокса отлит из алюминиевого сплава, что обеспечивает высокую коррозийную стойкость и небольшой вес, Для создания полной герметичности крышка и плинты на корпусе устанавливаются через картонные прокладки, пропитанные парафином. В корпус бокса впрессовывается вводная трубка, которая облужена горячим способом для пайки на ней заземляющего провода. Бокс имеет стандартизованную разметку крепежных отверстий в шкафы ШР или ШРП, ШРМ,ШРПМ.

Рис. 1. 7. Оконечное устройство БКТ-50 с нанесенной нумерацией плинтов.

На боксы БКТ устанавливаются Плинты 9У - фенопласт электроизоляционный (карболит) с запрессованной арматурой, прокладка «под крышку» - паронит.

Рис. 1.8. нумерация пар в плинте.

6. Эскиз астбестоцементных труб кабельной телефонной канализации, их достоинства и недостатки. Принцип нумерации каналов кабельной телефонной канализации.

ПРОКЛАДКА АСБЕСТОЦЕМЕНТНЫХ ТРУБ

При прокладке асбестоцементных труб на спланированное дно траншеи необходимо насыпать валики из просеянного грунта высотой 50 - 70 мм по ширине всего трубопровода. Валики следует разместить таким образом, чтобы от их осей до концов труб оставалось расстояние 200 - 300 мм.

На валики укладывается первая крайняя труба. Чтобы углубить ее, сначала приподнимается один и затем второй концы трубы и с некоторым усилием вдавливаются. Заданный уклон трубы должен контролироваться рейкой или уклономером и корректироваться большим или меньшим утоплением одного из ее концов. Аналогично следует укладывать и другие трубы нижнего ряда, оставляя между ними промежутки в 20 - 25 мм. После прокладки первого ряда все промежутки между трубами необходимо засыпать мягким грунтом до стенок траншеи с тщательной трамбовкой деревянной лопаткой толщиной 10 - 15 мм. После трамбовки первый ряд проложенных труб должен быть засыпан мягким грунтом или песком так, чтобы после уплотнения между ним и следующим рядом труб обеспечивалась прослойка толщиной 20 - 25 мм. Так же прокладываются и последующие ряды труб со сдвигом каждого из них по отношению к предыдущему на 200 - 250 мм

Перед стыкованием труб внутренняя и наружная поверхности каналов должны быть очищены от загрязнений и концы их сведены вплотную. Если при этом будет выявлено расхождение по внутренним и наружным диаметрам из-за недоброкачественной рассортировки, трубу заменяют.

Стыковка труб может осуществляться различными способами. В последние годы наибольшее распространение получил способ стыковки труб при помощи полиэтиленовых манжет (муфт) диаметром 116/122 мм и длиной 80 мм, с кольцеобразной перегородкой высотой 3 мм в середине муфты по внутреннему диаметру (рис. 3.5, а). Такие муфты должны предварительно прогреваться в бачке с горячей водой, нагретой до 90 - 100 ° С, с выдержкой не менее 10 мин.

Горячую, несколько расширившуюся муфту надевают одним концом на ранее проложенную трубу до упора во внутреннюю перегородку. Очищенный конец второй трубы вставляют в муфту с противоположной стороны также до упора во внутреннюю перегородку. Плотность стыковки достигаетсялегкими ударами молотком или кувалдой по торцу трубы через приложенную доску.

Этот способ стыковки труб приемлем только при прокладке их в нормальных сухих грунтах. На трассах с высоким уровнем грунтовых вод поверхность концов стыкуемых труб должна обмазываться по всей окружности битумом, разжиженным в керосине.

Имеет также распространение способ стыковки труб при помощи металлических манжет, обмазываемых цементно-песчаным раствором. При его применении очищенные концы труб плотно составляются, и место их стыка обматывается одним слоем ленты гидроизола (металлоизола, бризола) или смоляной, шириной 50 - 60 мм. Поверх ленты накладывают и затягивают манжету из листовой стали с замковыми вырезами размерами 430 ´ 60 мм. Подготовленный стык по всей длине окружности обмазывают цементно-песчаной массой толщиной 10 - 15 мм.

Разновидностью манжетного способа является стыкование труб при помощи стальной манжеты, накладываемой на слой смоляной ленты с прогревом ее пламенем паяльной лампы или газовой горелки. После этого на горячую манжету должен быть намотан второй слой смоляной ленты с дополнительным подогревом. Оплавляясь, смола ленты достаточно надежно уплотняет стык и изолирует манжету от коррозии. Этот способ стыкования обеспечивает меньшую возможность влагопроницаемости и приемлем для увлажненных грунтов.

Для мокрых грунтов наиболее надежным является способ стыкования труб при помощи асбестоцементных муфт, заливаемых горячим битумом.

В этом случае расстояние между прокладываемыми трубами должно быть увеличено до 30 - 35 мм, а каждый последующий стык смещен по отношению к предыдущему в горизонтальной и вертикальной плоскостях на 200 - 250 мм. В асбестоцементных муфтах предварительно следует пробить по два отверстия диаметром 15 - 20 мм в одной продольной линии. При необходимости муфту и концы труб следует просушить пламенем паяльной лампы (газовой горелки).

Подготовленную муфту необходимо надеть на конец одной трубы, пододвигая последнюю в стык с ранее проложенной. Место стыка нужно обмотать двумя слоями битумной (смоляной) ленты шириной 60 - 70 мм и продвинуть на него муфту, размещая ее отверстиями вверх. Концы муфты зачеканивают смоляной прядью, сухой ветошью или паклей. В одно отверстие муфты следует заливать горячий расплавленный битум до момента его появления во втором отверстии и постепенной усадки. Охлаждение битума должно происходить в естественных условиях, и до отвердения битума стык шевелить нельзя .

На трассах, где грунт и трубопровод могут подвергаться некоторым смещениям и колебаниям, для стыковки необходимо применять асбестоцементные муфты с резиновыми кольцами. В таких случаях должны использоваться напорные асбестоцементные трубы с обточенными концами. При стыковке на конец одной трубы следует надвинуть муфту и два резиновых кольца, размещаемых на установленном расстоянии друг от друга и конца трубы (по шаблону). Вторую трубу укладывают в стык с первой и при помощи специальных рычагов или двух ломов муфту перемещают на середину стыка. При этом резиновые кольца перекатываются по обточенным концам труб и занимают симметричное положение по отношению к линии стыка. С обеих сторон муфты зазоры зачеканивают смоляной прядью .

Из одиночных труб комплектуется многоканальная канализация (рис. 1.10).

Рис.1.10. Принцип нумерации каналов кабельной телефонной канализации.

Нумерация каналов трубопроводов ведется, начиная с нижнего ряда, слева направо и снизу вверх.

Если в одном направлении проложено несколько отдельных блоков или труб (одноотверстных или многоотверстных), то в каждом блоке или трубе каналы считаются отдельно.

Считать каналы нужно, находясь в колодце, повернувшись лицом по направлению канализации.

Направлением канализации считается:

- на участке между помещением ввода кабелей и станционным колодцем - от помещения ввода кабелей в сторону станционного колодца;

- вдоль улиц и проездов: на районированных телефонных сетях в сторону возрастания номеров домов; на нерайонированных телефонных сетях (имеющих одну телефонную станцию) - от станции к распределительным шкафам, распределительным коробкам, кабельным ящикам;

- на ответвлениях (отходах) от канализации (в пределах улицы) - к подстанциям, шкафам, кабельным столбам, зданиям и т.п.;

- от основной канализации в сторону перечисленных объектов.

3. Опишите порядок выполнения строительство кабельной канализации на КЛС.

При строительстве кабельных ли­ний в городах голые (небронирован­ные) кабели прокладывают в специ­альной кабельной канализации, со­стоящей из трубопровода и смотровых кабельных колодцев (рис. 1.11).

Последнее время для прокладки под­земных коммутаций различного на­значения (кабелей, теплофикации, во­допровода, газопровода и др.) уста­навливаются коллекторы-тоннели.

Рис. 1. 11. Кабельная канализация.

Кабельная канализация обеспечива­ет возможность прокладки по мере на­добности необходимого числа кабелей без разрытия земли. Поэтому число каналов (отверстий) трубопровода предусматривается с учетом развития кабельной сети на определенный пе­риод времени. Каждый канал кана­лизации используется для прокладки крупного кабеля или двух-трех мел­ких.

Трубопровод кабельной канализа­ции закладывается на глубине 0,4— 0,7 м, а под трамвайными путями — 1,1 м, считая от верхней поверхности трубы. Расстояние между колодцами в зависимости от местных условий обычно не превосходит 125—150 м.

Для устройства кабельного трубо­провода широкое применение получи­ли асбоцементные трубы, а также пластмассовые трубы из полиэтилена и винил пласта. Известны конструкции труб из бетона, керамики и др.

4. Порядок выполнения монтажа прямой муфты на кабеле ПРППМ 1х2х1,2

Перед началом работ необходимо получить наряд-допуск, пройти целевой инструктаж по ОТ и ТБ у начальника участка или старшего электромеханика. Подготовленные материалы, инструменты и проверенные приборы загрузить в машину.

Подготовить рабочее место:

Все инструменты, применяемые кабельщиком-спайщиком, а также место работы должны быть чистыми и сухими. Руки перед работой надо тщательно вымыть и насухо вытереть. Малейшее загрязнение или увлажнение изоляции жил приводит к понижению общего сопротивления изоляции смонтированного кабеля. До начала работы с жилами кабеля монтажно-спаечный инструмент надо протереть сухой ветошью и разложить на клеенке. Монтажные материалы, закладываемые в муфту (гильзы, групповые кольца, нитки и пр.), просушить непосредственно перед монтажом. Сушка производится горячим воздухом пламени горелки (паяльной лампы). Бумажные гильзы и кольца, а также суровые нитки, применяемые при монтаже, должны быть прошпарены.

Манометром проверить наличие воздуха в концах кабеля. Индикатором напряжения проверить наличие постороннего напряжения в кабеле. При наличии постороннего напряжения работы на кабеле ЗАПРЕЩАЮТСЯ до выяснения

Выложить кабель на консоли, при выкладке нужно соблюдать минимально допустимые изгибы кабеля, размер перекрытия концов кабеля должен быть 220 мм.

При монтаже однопарных кабелей ПРППМ «холодным» способом герметизация муфты производится путем многослойной обмотки сростка полиэтиленовыми лентами с промазкой липким полиизобутиленовым компаундом. Монтаж прямой муфты «холодным» способом показан на рис. 11.62.

Рис.11.62. Монтаж прямой муфты на кабеле ПРППМ 1x2x1,2 «холодным» способом

Размеры разделки показаны на рис. 11.62, а. Скрученные и пропаянные жилы изолируются полиэтиленовыми гильзами (рис. 11.62, б), сросток обильно покрывается полиизобутиленовой массой (рис. 11.62, в), поверх которой плотно наматывается полиэтиленовая лента с 50 % перекрытием и нанесением между слоями тонкого слоя массы (рис. 11.62, г). Восстановление экрана осуществляется намоткой ранее свернутых в рулончики экранных лент с 20 % перекрытием (рис. 11.62, д). Поверх экрана сросток обматывается полиэтиленовой лентой с промазкой полиизобутиленом и перекрытием оболочки кабеля. После окончания всех работ обирковать кабель.

5. Техника безопасности при выполнении монтажных работ согласно заданию

К спаечным работам допускаются лица не моложе 18 лет. Особое внимание должно быть уделено выполнению требований по безопасному обращению с паяльными лампами и газовыми горелками. Мас­са для заливки чугунных муфт долж­на разогреваться на жаровнях без открытого огня, при этом следует пользоваться ведром с носиком и крышкой. Температура массы должна контролироваться термометром.

Клеящие составы необходимо хра­нить в закрывающейся посуде: нель­зя допускать попадания клея на ко­жу или в органы дыхания.

Руководитель работ дает распоря­жение приступить к работе только пос­ле личной проверки отсутствия напря­жения на кабеле. При разрезании кабеля ножовка должна быть зазем­лена на металлический штырь, вби­тый в землю на глубину 0,5 м.

На кабельных линиях, имеющих сближения с электрифицированной же­лезной дорогой переменного тока, не­обходимо: а) выполнять работы толь­ко по предварительно выданному на­ряду, в котором указываются основ­ные меры по безопасности; б) про­верять наличие и исправность защит­ных средств, приспособлений и инст­румента; в) выполнять работы брига­дой в составе не менее двух человек, один из которых назначается ответст­венным за выполнение правил техни­ки безопасности; г) все работы по строительству и ремонту вести с при­менением перчаток, галош, ковриков и инструмента с изолирующими руч­ками; д) контролировать отсутствие напряжения на жилах и оболочках ка­беля с помощью указателя напряжения с неоновой лампой или вольтметра.

Контрольная работа №2.

Задание 1.

1. Произведите расчет первичных и вторичных параметров передачи кабеля МКСБ-4х4х1,2 на частоте 160кГц.

2. Нарисуйте графики зависимости первичных параметров передачи от частоты сигнала, расстояние между проводниками и диметром жил и поясните их.

Исходные данные приведены в табл.

Вариант	F, кГц	Е, э	Rм200, Ом/км
		1,20

Решение.

1.

Расчет первичных параметров передачи

Активное сопротивление цепи определяется по формуле

где

- коэффициент укрутки проводников, примем равным 1,02;

р – коэффициент учитывающий тип скрутки жил, для звездной р=5;

а – расстояние между центрами жил, определяется по формуле

,

где

- диаметр изолированной жилы, определяется по формуле

.

где

- диаметр корделя,

d- диаметрпроводника,

- толщина полистирольной ленты,

- сопротивление цепи постоянному току, определяется по формуле

где

- удельное сопротивление металла проводника (медь);

- дополнительное сопротивление, учитывающее потери в окружающих металлических частях кабеля, определяется по формуле

где

- потери на частоте f=200кГц;

f =160кгц – заданная частота сигнала.

F(x)=1.064; G(x)=0.766; H(x)=0.553; Q(x)=0.488; .

2. Индуктивность цепи L определяется по формуле

Где Q(x)=0.488 – коэффициент, учитывающий вытесрнение магнитного поля из проводника за счет поверхностного эффекта;

r=0.6мм – радиус проводника.

3. Емкость цепи С определяется по формуле

Где Е_э=1,20 – эквивалентная диэлектрическая проницаемость изоляции;

- поавочный коэффициент, характеризующий близость проводников, определяется по формуле

Где - диметр звездной скрутки.

4. Проводимость изоляции G , определяется по формуле

Где - тангенс угла диэлектрических потерь.

Расчет вторичных параметров передачи

1. Коэффициент затухания определяется по формуле

2. Коэффициент фазы определяется по формуле

3. Волновое сопротивление определяется по формуле

4. Скорость распространения электромагнитной энергии определяется по формуле

2. Зависимость первичных параметров цепи от частоты, расстояния между проводниками и диаметра жил.

Рис. 2.1. Зависимость первичных параметров цепи от частоты.

С увеличением частоты значение параметров R и G возрастает за счет потерь в проводниках на вихревые токи и в изоляции на диэлектрическую поляризацию, а индуктивность L уменьшится, так как из-за поверхностного эффекта уменьшается внутренняя индуктивность проводника. Емкость С от частоты не зависит.

Рис. 2.2. Зависимость первичных параметров цепи от расстояния между проводниками.

При увеличении расстояния между проводниками параметры R, C, G закономерно уменьшаются, а индуктивность L возрастает. Снижение R обусловлено уменьшением потерь на эффект близости. Рост L связан с увеличением площади контура, пронизываемого магнитным потоком. Емкость С уменьшается, так как проводники удаляются друг от друга и уменьшается их взаимодействие.

Рис. 2.3. Зависимость первичных параметров цепи от диаметра жил.

С увеличением диаметра проводников параметры С и G растут, а L уменьшается. Изменение активного сопротивления имеет сложный характер. Это обусловлено тем, что с увеличением диаметра проводника сопротивление постоянному току резко уменьшается, а сопротивление за счет поверхностного эффекта и эффекта близости растет. Поэтому R вначале снижается резко, а затем снижение замедляется.

Задание 2.

1. Произвести расчет первичных и вторичных параметров коаксиального кабеля КЬБ-4 на заданной частоте.

2. Нарисуйте графики зависимости вторичных параметров от частоты и поясните их.

Исходные данные приведены в табл.

Вариант	F, кГц

Решение.

Первичные параметры передачи коаксиального кабеля рассчитываются по формулам

где - радиусы внутреннего и внешнего проводников коаксиальной пары соответственно;

Е_э=1,1 – диэлектрическая проницаемость изоляции;

- тангенс угла диэлектрических потерь;

- частота сигнала;

- круговая частота.

Вторичные параметры передачи рассчитываются по формулам

Зависимости вторичных паромеров от частоты.

Рис. 2.4. Частотная зависимость коэффициента затухания и коэффициента фазы .

В зависимости от частоты коэффициент затухания вначале растёт резко, а затем более плавно. Коэффициент фазы растет от нуля почти по прямолинейному закону.

Рис. 2.5. Зависимость волнового сопротивления от частоты.

Модуль волнового сопротивления с изменением частоты уменьшается от значения (при f=0) до и сохраняет эту величину во всей области высоких частот. Угол волнового сопротивления равен нул при постоянном токе и высоких частотах, а на частотах близких к 800 Гц, имеет максимальное значение. Угол всегда отрицателен и по абсолютной величине не превышает , что свидетельствует о преобладании емкостной составляющей и емкостном характере волнового сопротивления кабеля.

Рис. 2. 6. Зависимость скорости распространения энергии по кабелю от частоты.

Анализируя график следует отметить, что с ростом частоты скорость распространения электромагнитной энергии значительно возрастает. Так, если при постоянном токе скорость равна 10000км/с, то при возрастании частот ее скорость приближается к скорости света (30000км/с).

Задание 3.

1. Рассчитайте основные параметры оптического волокна.

2. Приведите графики затухания и дисперсии ОВ от длины волны.

Исходные данные в таблице

Вариант	L,км	n1	n2	,мкм
		1,550	1,500	1,330

Решение.

Основные параметры оптического волокна расчитываются по формулам

Дисперсия ступенчатых световодов может быть рассчитана по формуле

,

Где n₁ – показатель преломления сердечников;

l – длина световодов, км;

- скорость света;

n₂ – показатель преломления оболочки.

Дисперсия градиентного световода может быть рассчитана по формуле

Общие потери в световоде определяются по формуле