Коммерциялық емес акционерлік қоғам

АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ

Телекоммуникациялы жүйелер кафедрасы

 

 

 

            Көп арналы телекоммуникациялық жүйелер

 5В071900 - Радиотехника, электроника және телекоммуникация мамандығы     бойынша оқитын студенттер үшін практикалық жұмыстарға арналған есептер жинағы

 

         ҚҰРАСТЫРУШЫЛАР: Дарибаева Рахима Александрқызы. Шугайып У. 5В071900 - Радиотехника, электроника және    телекоммуникация мамандығы бойынша оқитын студенттер үшін           практикалық жұмыстарға арналған есептер  жинағы- Алматы:  АЭжБУ, 2010 ж, - 25 б.

 

          Есептер жинағы негізінен көпарналы телекоммуникациялық жүйелері курсының барлық тарауларын  қамтиды. Студенттерге  курсты өз бетінше оқып-үйренуге, пәннің теориялық негізін жүйелі түрде практикада, есептерге қолдану үшін көмек болады. Есептер әртүрлі қашықтықтағы ақпарат тарату құбылыстарының  физикалық және сандық жақтарын бейнелейді. Телекоммуникациялық жүйелердегі сызбалардың анализі мен есептерінің шығарылуында математикалық құрылғыны қолдану бакалавр студенттеріне  негізгі мақсатқа, білімге қол жеткізуге көмектеседі.          

Барлық есептер тапсырманы орындаудың методикалық көрсетілімдері мен сұрақтың  қысқаша теориясымен қамтылған.

Оқытудың кредиттік жүйесі өз бетінше жұмыс істеудің мүмкіншілігін  көбейтіп, студенттердің  аудиториядан тыс жұмыс жасауына осы есептер жинағы негізгі құрал болып табылады.

 

 

 

Алматы 2010

Мазмұны

 

Кіріспе

5

Өзіндік жұмыстарды орындауға  көрсетілімдер

5

Бөлім бойынша есептер мен тапсырмалар

6

1 Тапсырма: Телефондық сигналдардың дискреттеу жиілігін таңдау, кодалық комбинацияның разрядтар саны мен кванттау  шуына қорғалғандығын есепте

6

2  Тапсырма: Біріншілік ЦТЖ циклының құрылымын құру. Циклдық сигнализацияны іздеудің орташа уақытын бағалау.Біріншілік цифрлық ағындарды біріктіру әдістері мен желідегі Сигналдың тактілік жиілігін анықтау

8

3 Тапсырма: Цифрлық тарату жүйелерінің негізгі құрлымдарының  біреуін көрсету. Берілген құрылғы жұмысының барлық нұсқалар үшін уақыттық диаграммасы мен құрылымдық сызбасын келтіру керек. Уақыттық диаграмма мен сұлбаның  жеке торабының негізін

қысқаша түсіндіріп кету. Құрылғының құрылымы нұсқа бойынша  1 кестеде көрсетілген

9

4 Тапсырма: Берілген өлшем бойынша коаксиалды жұптарды қолдану кезіндегі  регенерация аймағының ұзындығын есептеу. Сызықты тракт құруға арналған минумум шығын шартынан кәбілді жұпты таңдау

10

5 Тапсырма: Келесi көрсеткiштер бойынша жобаланатын  ЦТЖ-ның сенiмдiлiгiн  бағалау : iстен шығулардың қарқындылығы, ақау, сенімді бас тартуға болмайтын жұмыстың алдыңғы тәулік бойынша айлық және жылдық коэффицентін шығару

13

6 Тапсырма: (F2out) платасының шығыс порттарындағы  импульстердің пішінін өлшеу сұлбасы.  2.048 Мбит/с  стыктағы импульс маскасын салу

16

7 Тапсырма : 1 кв амплитудасы бар синусоидалы сигналды  ОСШ = 30дц – ға  тең минималды мәнмен дискретизациялау керек. Ол үшін  қанша  бір қалыпты орналастырылған  кванттау қадамы және әр санақты кодтайтын қанша разряд қажет?

17

8  Тапсырма: 2 ГГц-ке  ажыратылған  және  1500 нм  толқын ұзындығына қатысты симметриялы екі оптикалық сигналдың толқын ұзындықтарының айырмасын анықтау керек

18

9 Тапсырма: Әртипті элементтердің қарсылықсыз жұмыс ықтималдығын анықтау. Жүйеде N- элемент саны бар. Берілген уақыттағы қарсылықсыз жұмыстың орташа уақыты  t1=24 сағат/тәулігіне, t2=720 сағат/30 тәулікке, t3 =8760 сағат/жылына

19

10 Тапсырма: Берілген суретті қолдана отырып  (NA)2  сандық аппартураның  α және  φm бұрыштарының  және (ΔТ/l) дисперсиялы сипаттамасының мәнін есептеңдер

20

Қолданылған әдебиеттер тізімі

24

Шартты белгілер

25

 

  

 

1 Кіріспе

 

Пайдасы жоғары цифрлық тарату жүйелерін құру Қазақстандағы электр байланысының негізгі міндеттерінің бірі. Тарату жүйелерін құруда көпарналы электр байланыс әдістерін пайдалану  бір-біріне тәуелсіз, бір уақытта жұмыс істейтін  көптеген арналарды жұмылдыра алады. Арналар мен тракттардың мұндай әртүрлі болуы  таратылатын сигналдардың қасиеттері мен бағыттаушы орталарының  да әртүрлі болуына әкеп соғады. Берілген жұмыстағы есептер мен тапсырмалар телекоммуникациялық жүйелер мен желілердің негізгі концепцияларын, моделі  мен құрылу қағидаларын  тереңінен оқып үйренуге бағытталған. Барлық сұрақтар оқу жоспарына енгізілген.     

Студент ЦТЖ-ның техникалық құраушыларында болатын құбылыстардың сапа көрсеткіштерін анықтайтын физикалық және сандық негіздерінің тенденциялары мен заңдылықтары жайлы білу керек. Практикалық сабақтарда студенттер есептеулерді жүргізу мен келешекте ЦТЖ курсы бойынша бітіру жұмыстарын қалай жасау керектігін үйреніп, шынайы байланыс магистралдарын жоба мен оны қорғауға дайындайды.

 

 

2 Өзіндік жұмыстарды орындауға  көрсетілімдер

 

Есептер мен тапсырмаларды орындаудан бұрын, оқулықтың көрсетілген материялдары мен есеп шығарудың методикалық көрсетілімдерін оқып үйрену керек. Жұмыстың параметрлері мен берілген тапсырмасын  толығымен келтіру керек. Есептің шешуін толық түсіндірулермен көрсету керек. Керек болған жағдайда, анықтама, концепция немесе формулаларға тікелей нөмірленген сілтеме қоюға болады. Аралық есептеулерді қорытынды мен жалпыламалармен аяқтау қажет. Тапсырманың сұрақтарының жауаптары түсінікті және қысқа, өз сөзімен жеткізілген, ешбір қайталаусыз және артық түсіндірулерсіз  болуы шарт. Деңгейлер мен қорғалулардың  есептеулерін 1 дб дәлдікпен орындау қажет. Регенерациялық аймақтың ұзындығын 10 метрге дейін дәл анықталсын. Керексіз көлем, кітаптан немесе басқа да  методикалық  құралдардан алынып жазылған есептеудің шешіміне толықтырулардың барлығы – жұмыстың толық еместігі көрсетеді. Студент есептің шығарылу жолдарын, есептеу формулаларына кіретін шартты белгілердің мән-мағынасын түсіндіре білуі керек. Барлық шамалар халықаралық жүйенің стандартты бірлігі СИ арқылы белгіленеді және есептеу үшінші санға дейін орындалады. Жұмыстар АЭжБУ фирмалық стандартына сәйкес безендіріледі.

 

3 Бөлім бойынша есептер мен тапсырмалар

 

1 Тапсырма: Телефондық сигналдардың дискреттеу жиілігін таңдау, кодалық комбинацияның разрядтар саны мен кванттау шуына қорғалғандығын есептеу

 

1.1 кесте

Параметрлері

1

2

3

4

5

Аз

19

21

22

23

24

N

2

1

3

2

1

 

1.1 Тапсырманы орындауға арналған методикалық көрсетілімдер мен сұрақтың қысқаша теориясы

 

Дискретизация жиілігін таңдау В.А. Котельников теоремасының негізінде орындалады.  §3.2 [2] материялын оқып, 3.11 [2] суретіне назар аударыңдар. Неліктен жоғарғы шектік жиілігі 3,4 кГц болатын телефондық сигналдарды тарату кезінде дискреттеу жиілігін fд = 8 кГц деп алу керектігін анықтаңдар. Түсініктеме қағазының мәтініне, қысқаша осы шаманың таңдалғаны жөнінде жазып кетіндер.

 Кодалық комбинациядағы разрядтар санын анықтау арнаның шығысындағы берілген шаманың кванттау шуынан қорғалғандағы негізінде жүзеге асырылады. Есептеуді бастамас бұрын, кванттау операциясының мәні неде, бірқалыпты және бірқалыпсыз кванттаудың не екенін еске сала кеткен жөн. Неліктен  телефондық сигналдарды таратуға арналған  КИМ және Аубб жүйелерінде компрессия сипаттамалары бар, логарифмдікке жақын бірқалыпсыз кванттауды қолданатынын түсіндіріңіздер. Ол үшін  § 8.1 - 8.3 [2] бөлімін оқып үйрену керек.

Қазіргі таңда КИМ және Аубб жүйелерінде компрессияның сызықты-үзілмелі сипаттамасы қолданылатынын ұмытпаңдар (не үшін екенін түсіндіріңдер). ХТТКК 16- сегментті сипаттамасы бар (яғни 16 бөліктен тұратын) компрессияны қолдануды ұсынып отыр.

Uм амплитудасы бар гармоникалық сигналдың кванттау шуынан қорғанытынын бағалайық. АИМ сигналының бірқалыпты кванттау кезіндегі қорғаныс шамасы АБТК-ны анықтайық

                                                                                                            (1)                   

мұнда  m – кодалық комбинациядағы разрядтар саны,

U0 –    АЦТ-тің  қайта қосылуына сәйкес келетін кернеу.

Бірқалыпсыз кванттау кезіндегі кванттау шуынан қорғанысын есептеу үшін, АЦТ-ны бірқалыпсыз кванттау шкаласында 3.12 суретте көрсетілген сипаттамалары бар компрессор түрінде және U0 –ға тең қайта қосылуы мен бірқалыпты кванттау шкаласы бар АЦТ түрінде елестетейік. 3.12 суреттен және (1) формуладан шағатыны UM < U0/4 болыпсигналдың кернеуін екі есе көбейткенде кванттау шуынан қорғанысы 6дБ көбейеді.

Бұл компрессия сипаттамасының бастапқы аймағы түзу сызық болғандықтан болады. Қорғаныстың максимум мәні UM = U0/4 болғанда болады, және оның мәні

                             дБ   .                                   (2)

 

Компрессияның сипаттамасы логарифмдікке жақын болғандықтан, кіріс сигналының амплитудасы артқан сайын, кванттау шуынан қорғаныстың мәні аз өзгереді. Тербеліс характерінің компрессордың кірісіндегі сигналының деңгейінен қорғаныс тәуелділігі сегменттердің секірмелі өзгерісіне негізделген.         (2) формула бойынша есептелінген минималды қорғаныс шамасы 3…4 дБ –ден кіші. Ендеше, АЦТ-тің құрылғы қателігі 2…3 дБ болатынын ескеру керек.  Осылайша, бірқалыпсыз кванттаудың 3.12 суретте көрсетілген компрессия сипаттамасының  кванттау шуынан қорғаныс мәнін Аквлог былайша көрсетуге болады 

                                    дБ .                                                 (3)

 

Егер қарастырылып отырған жобада ТЧ қабалдануы ескерілген болса, онда Аз арнасының кез келген шығысындағы қорғаныс (3) формула бойынша есептелінгеннен кіші болады.  Негізінен  әр АЦТ-тегі  шулар кореллирленбеген, сол себепті қуаты бойынша қосыла алмайды. Осыдан шығатыны,

                                  дБ              (4)

мұндағы  n – ТЧ  бойынша қабылдану саны .

Бұдан кодалық комбинациядағы разрядтар санын анықтайтын формула шығады

                                                                           (5)

 мұнда Ц өрнегі квадрат жақшада тұрған саннан үлкен, бүтін санға жақын сан.

Кодалық комбинациядағы керекті разрядтар санын анықтағаннан кейін, арнаның шығысындағы сигналдың, деңгейінің қорғанысын есептеу керек.Есептеу методикасы мен құрылымы келесі бір мысалдан түсінікті болады (6) формуладан қорғаныстың үлкен шамасын анықтайық                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             дБ .                                                                    (6)

Қорғаныстың минималды шамасы максималды шамасынан 3...4 дБ ден кіші болады:

                                        дБ                                                   (7)

 2 Тапсырма: Біріншілік ЦТЖ циклының құрылымын құру. Циклдық сигнализацияны іздеудің орташа уақытын бағалау. Біріншілік цифрлық ағындарды біріктіру әдістері мен желідегі сигналдың тактілік жиілігін анықтау

 

         1 кесте

Параметрлер

1

2

3

4

5

m

8

6

7

8

6

M

2

4

6

8

3

 

2.1 Тапсырманы орындауға арналған методикалық көрсетілімдер мен сұрақтың қысқаша теориясы

 

ЦТЖ-нің құрылымын ұйымдастыру кезінде ИКМ-30 жүйесінің циклын негізге алу керек. Егер кодалық комбинациядағы есептелінген разрядтар саны сегізге тең болмаса, онда стандартты циклға сәйкес түзетулер жасандар. ЦТЖ –да ұйымдастырылатын тарату циклы 20 беттегі [3] пунктте көрсетілгендей бейнелену керек. Оның құрылымына қысқаша сипаттама беріндер. Тапсырманы орындамас бұрын, циклдық синхронизация сигналының орташа уақыт шамасын анықтау керек және соңғысын Тср £ 3мс тең деп оның нормасымен салыстыру керек. (1) формула бойынша циклдық синхронизм күйінің қайта қалпына келуінің орташа уақытын бағалау керек.

                           , мс                                                                  (1)

мұнда Н екі көршілес синхрокомбинациялардың информациялық позициялар саны,

в синхрокомбинациядағы белгілер саны (в £ m),

ТО – бір-біріне жақын орналасқан екі синхрокомбинациялардың уақыттық интервалы.

Біріншілік цифрлы ағынның тактілік жиілігі мына формула бойынша анықталады

                       , кГц.                                                                 (2)

Топтастырудың  екінші деңгейінің есебі болып, үлкен тарату жылдамдығында бірнеше біріншілік цифрлық ағындарды бір цифрлық ағынға біріктіру. Топтастырудың екі әдісі белгілі: синхронды және асинхронды. Синхронды топтастырудың ерекшеленетін белгісі болып, біріншісінің топтық ағынының жиілігі, екіншісінің тактілік жиілігіне тең  тек бір ғана беріліс генераторын қолдану болып табылады. 

Төменгі ретті жүйелердің аппаратурасы синхрондау сигналын дәл осы генератордан алады (жиілікті бөлу арқылы). Ағындардың асинхронды бірігуі кезінде төменгі ретті жүйелердің тактілік жиіліктері бір-бірінен ерекшеленеді, себебі олардың әрқайсысы «өзінің» генераторын қолданады. Топтастырудың бұл әдісі цифрлық тегістеуді қолдануды ұсынады. 

Ағындарды топтастырудың кез келген әдісінде де  біріктірілетін сигналдың тактілік жиілігі fT1 мен біріктірілген сигналдың тактілік жиіліктері мынадай түрде болады 

                                                                                            (3)

мұндағы q – біріктірілген сигналдың циклдағы қосымша белгілер санының ақпаратты сигналдар санына қатынасы 

М – біріктірілетін ағындар саны.

Асинхронды топтастырылу кезінде синхронды топтастырылуға қарағанда артықшылық шамасы көбірек болады. Себебі онда тағы біріктірілетін ағындардың жылдамдығының келісім командаларын таратуға тура келеді.  Берілген жұмыста синхронды топтастыру кезінде q = 0,03, ал асинхронды топтастыру кезінде q = 0,04 деп алса болады.

 

3 Тапсырма: Цифрлық тарату жүйелерінің негізгі құрлымдарының біреуін көрсету. Берілген құрылғы жұмысының барлық нұсқалар үшін уақыттық диаграммасы мен құрылымдық сызбасын келтіру керек. Уақыттық диаграмма мен сұлбаның  жеке торабының негізін қысқаша түсіндіріп кету. Құрылғының құрылымы нұсқа бойынша  1 кестеде көрсетілген

 

1 кесте

Нұсқа нөмірі

Құрылғының құрылымы

1.         

Бірполярлы және екіполярлы сигнал регенераторы

2.         

Генераторлық құрылғы

3.         

Сызықтық кодтың түзілуі

4.         

Топтық АИМ-1 сигналын АИМ-2 сигналына түрленуі

5.         

Шығысындағы құрылғы ИКМ-ВД-ның соңғы құрылғысы

 

3.1 Тапсырманы орындауға арналған  методикалық көрсетілімдер мен сұрақтың қысқаша теориясы

 

Берілген сұрақ бойынша материал [1]: бірінші нұсқа үшін –§4.2, екінші нұсқа үшін –§3.5, үшінші нұсқа үшін –§4.1,төртінші нұсқа үшін –§2.1, бесінші нұсқа үшін –§5.4 параграфтарда берілген, жауап жазу үшін берілген параграф бойынша жұмыс істеп, тек сол сұраққа ғана қатысты материалды оқу керек.        ЦТЖ-ның анологты ТЖ алдындағы басты артықшылығы цифрлық сигналдың регенерациялану мүмкіншілігі бар болуында. Регенерацияның мақсаты импульстердің бастапқы формасын, амплитудасы және уақытша жағдайын қайта қалпына келтіру. Белгілердің берілген кодалық тізбегінің регенераторының шығысындағы сигналдың түрін көрсету үшін кодтың түзелу алгоритмін біліп алу керек. Бұл кодта (0 және 1) екілік тізбектің белгілері кезекпен тура және теріс полярлықтардың импульстері (-1, 0, +1) арқылы жіберіледі. Осындай жолмен желіде биполярлы сигнал пайда болады.

 

4 Тапсырма: Берілген өлшем бойынша коаксиалды жұптарды  қолдану кезіндегі  регенерация аймағының ұзындығын есептеу. Сызықты тракт құруға арналған минумум шығын шартынан кәбілді жұпты таңдау

 

1 кесте

Параметрлер

Нұсқалар

1

2

3

4

5

Барлық нұсқалар үшін тактілік жиілік мәні fт, кГц

 8448

Ағындағы цифрлы қатеден орташа дыбысталу саны, К

8

9

10

11

12

Регенератордың шығысындағы импульс амплитудасы, UПЕР., В

6

5

4

6

5

Сызықты тракттың ұзындығы,

L, км 

600

650

750

850

900

Түзеткіш күшейткіштің шу коэффиценті F, ед.

6

8

7

6

7

 

Алынған мәндер бойынша В-ның регенерациялық аймақтың ұзындығына қатысты график сызыңдар

 

 


 

4.1 Сурет - В-ның  lтүз аймақ ұзындығына қатысты графигі

 

4.1 Тапсырманы орындауға арналған  методикалық көрсетілімдер мен сұрақтың қысқаша теориясы

 

Коаксиалды кәбіль бойынша жұмыс істейтін ЦТЖ-ның сызықты тракттарында негізгі бөгеуіл болып өздік бөгеуілдер саналады. Сигналдың регенератордағы негізгі құрылғысының кірісіндегі өздік бөгеуілдер қорғанысын мына формула бойынша есептеуге болады

                                        (1)

мұнда UO Uпер, В амплитудасы бар, жалғыз тікбұрышты импульстің  регенерация аймағына берілген ТК-тің кірісіндегі амплитуда;

Uсп – өздік бөгеуілдің сол нүктедегі кернеуінің мәні;

 - регенерация аймағының кірісіндегі тікбұрышты импульстің қуат шыңынын абсолютті деңгейі, дБм;

ZO  = 75 Ом – коаксиалды кабелдің желідегі толқынды кедергісі;

F    –  регенератордың түзетуші күшейткішінің шу коэффиценті, бірлік.;

fT     –  тактілік жиіліктің ұзындық сигналы;

a= aLтүз – жартылай тактілі жиіліктегі  Lтүз  ұзындығы бар желінің өшулігі, дБ.

Желінің өшулік коэффиценті  мынаған  тең

                                        , дБ/км                                                            (2)

мұнда

aО –  аппроксимирлейтін функцияның параметрі,

ол  2,34 дБ/км тең, жұбы бар кабель 2,6/9,4 мм ((1¸33) нұсқалары үшін),

5,31 дБ/км – жұбы бар кіші көлемді кабель 1,2/4,6 мм  ((34¸66) нұсқалары үшін),

8,86 дБ/км – өткізгіштердің өлшемдері осындай микрокаксиал үшін 0,7/3,0 мм ( (67¸100) нұсқалары үшін).

Қолдана отырып, регенерация аймағының максималды ұзындығын есептеуге болады

                           

                                                                   (3)

 

 

мұнда h1 = hO + Dh –  ШҚ-ның кірісіндегі қорғаныс мәнінің қажет мәні (дБ), ол (Dh) қажетті қорларды ескергендегі  (hO) бірлік регенератордағы қате ықтималдығын  алу үшін қажет.

Регенерация қателіктерін цифрлық арнаның шығысында бөгеуілдер туғызады. ИКМ және ВРК арқылы ТЖ  арналары бойымен телефондық хабарламаларды жіберген кезде қателер ескі граммофондық пластинкалардың ойнағаны сияқты қытырлаған дыбыстар туғызады. Жұмыстан шығулар кодалық комбинацияның екі үлкен разрядтарына сәйкес келетін  импульстардың дұрыс емес регенерациясы кезінде көбірек білінеді. Мұндай есептеу келесі түрде орындалады. Әр арна үшін  fД = 8кГц болғанда 10 минут ішінде 8 · 103 · 60 · 10 = 4,8 · 106  кодалық комбинациялар  және 4,8 · m · 106 кодалық символдар таратылады. Егер әр қате  дауыс беретін болса, онда К жұмыстан шығуын рұқсат ете аламыз. Дауыс тек екі үлкен разрядтағы қате кезінде ғана болғандықтан, К жұмыстан шығу емес, К · (m/2) –ге тең жұмыстан шығу болады. Осыдан барлық тракт үшін жіберілетін қате ықтималдығы

 

                             .                                                        (4)

 Бір регенератордағы қате болуының ықтималығы 

 

                                                                           (5)

 

(4) формула бойынша бір регенератордағы қате ықтималдығын есептей отырып, РҚ ның кірісіндегі қажетті  қорғаныс мәнін табайық

                                   .                                                  (6)

Осы формула бойынша есептелінген hO кедергітұрақтылықтың теориялық шамасы болып табылады. Құралғылардың қателіктерімен және дестабилизация факторларымен санасу  керек, мысалы, түзетулердің дәл болмауымен, екінші типті символаралық кедергілердің болуы сияқты. Сондықтан белгілі бір кедергітұрақтылық Dh қорымен қамтамасыз етіліп алу керек, ол өз кезегінде, эксплуатация кезінде регенератордың параметрлерінің ұзақ уақыт тұрақты болуын қамтамасыз етеді. Практикада Dh = 6…12 дБ деп таңдайды.

(5) және (6) формуланы  ескере отырып, (3) қатынасты былай жазса болады

 

                         .    (7)

 

Белгілейік:

 

                     ;   

 

Осындай белгілеулерді ескере отырып, (7) формуланы  мынадай түрге келтіре аламыз

 

                                                                                   (8)

осыдан

                           .                                                            (9)

 

5 Тапсырма: Келесi көрсеткiштер бойынша жобаланатын ЦТЖ-ның сенiмдiлiгiн  бағалау : iстен шығулардың қарқындылығы, ақау, сенімді бас тартуға болмайтын жұмыстың алдыңғы тәулік бойынша айлық және жылдық коэффицентін шығару.

 

        5.1 кесте

Параметрлер

1

2

3

4

5

        QАЦЖ

4

6

8

10

4

       QУЕТҚ

1

2

2

3

1

       QРБҚ

285

400

350

320

250

       QРКҚБ

1

2

2

2

1

L

350

400

600

550

280

 

5.1 Тапсырманы орындауға арналған  оқыту-әдістемелік көрсетілімдер  мен сұрақтың қысқаша теориясы

 

          Элементтiң сенiмдiлiгi дегеніміз нақты бір шарттардағы белгілі бір уақыт аралығында өз функцияларын орындауға кабілеттілігі.Элементтің құрамындаңы өзгеріс көрсетілген қасиеттің жоғалтылуы бас тартуы деп атайды. Көрcетiлген қасиеттiң жоғалтуы әкелiп соққан (жүйе ) элементтiң күйiн өзгерiс, ақаулармен деп атайды. Ақауды жойып өндiрiп алатын қалпына келтiрiлетiн жүйелерге жат Мэс жүйелер, яғни бұл жүйелер жөндеуге келетiн қасиеттерге ие болады.

         Бiрiншi ақауға дейiнгі уақыт интервалы қарсылықсыз жұмыс уақыты деп аталатын кездейсоқ мән болып табылады.

қарсылықсыз жұмыс уақыты t-дан кіші болады, және q(t) мәнге ие болады. Мұндағы t 0..t арасындағы мән. Сонда қарсы мәні P(t) = 1 – q(t) болады

l(t) Элементтер және жүйелердiң сенiмдiлiгі үшін ынғайлы өлшем.

l(t) мен P(t) арасындағы байланыс

                                                                                  (1)

  

ал егер l(t) » l. Онда бұл қатынас келесідей болады

Сонымен  iстен шығулардың қарқындылығы, қалыпты пайдалану кезеңі үшін сипаттамада, сенімді бас тартуға болмайтын жұмыстың кішірейтілген алдыңғы мерзімі.


                                        

 

Бірнеше әр түрлі элементтен тұратын  кейбiр  күрдел  жүйенiң  сенiмдiлiгiн  бағалайық.  р1(t), р2(t), … рn(t) ,  0…t  уақыт интервалындағы әр элементтің    қарсылықсыз жұмыс ықтималдылығы болсын.

 

                                             .                                 (3)

         Егер жекелеген элементтердің қарсылығы тәуелсіз болатын болса және ең болмағана  бір элементтің қарсылығы барлық жүйенің қарсылығына әкеп соқтыратын болса, жалпы жүйенің қарсылықсыз жұмысының ықтималдылығы әр элементтің қарсылықсыз жұмысының ықтималдықтарының көбейтіндісіне тең болады. 

                                         

                                                         (4)

мұндағы    жүйенiң iстен шығуларының қарқындылығы

               li – жеке элементтерiнiң iстен шығуларының қарқындылығы.

         Жүйенiң қарсылықсыз жұмысының орташа уақытына тең

 .

Қалпына келтiрiлетiн элементтер және жүйелердiң сенiмдiлiктерiнің негiзгi мiнездемелердiң санына дайындықтың коэффициентiне жатады.

                                                             

 мұндағы tв – элементтiң қалпына келтiруiнің орташа уақыты

Cенімділіктің тексеру сапасын тексеру кезінде кез келген екі ЦТЖның        кем дегенде бір біріншілік арна тобының жұмыстан шықты деп санау керек. Сенімділіктің негізгі сипаттамаларын есептеу төмендегідей болады.

1)     Қарсылықтың қарқындылығы мен қарсылықты жұмыстың орташа уақытын анықтау.

мұнда                       

lКАБ – бір километр кабелді тарату желісінің қарсылық интенсивтілігі;

lАЦЖ– АЦТ ның бір комплектінің тарату немесе қабылдау интенсивтілігі ;

QАЦЖ – ТЖ нің екеуіне сәйкес келетін АЦТ саны  (lКАБ = 4М);

lУЕТҚ –  УЕТҚ құрылғысының қарсылық иньтенсивтілігі;

QУЕТҚ –  УЕТҚ апаратурасының саны (lУЕТҚ =4 екі СП үшін)

lРБҚ –  екі СП ға сәйкес келетін бір РБҚ(НРП) ның қарсылық интенсивтілігі;

QРБҚ – қызмет көрсетілмейтін регенерациялық пункттар саны;

lРКҚБ – РКҚБ(ОРП) ның қарсылық интенсивтілігі;

QРКҚБ –  қызмет көрсетілетін регенерациялық пункттар  саны ( ТЧ бойынша фотоқабылдау санына тең).

        Жүйенің қарсылықсыз жұмыс істеуінің орташа уақыты (5) формула бойынша анықталады .

2) Берілген уақыттағы қарсылықсыз жұмыстың ықтималдығы мына формула бойынша анықталады (4)  t1 =24   үшін сағат (тәулік), t2 = 720 сағат (ай), t3 = 8760 сағат (жыл).

3) Дайындық коэффицентін есептеу үшін  (6) формула бойынша байланыстың қайта қалпына келтірудің орташа уақытын анықтау керек .

 

 Параметрлердің  есептеуге қажетті барлық мәндерін  5.2 кестеден алыңдар.

  

        5.2  кесте

Элементтің атауы

 

 

 

 

Кабелді желінің бір километрі 

l, 1/ч

3× 10-6

5× 10-6

2× 10-7

10-5

5× 10-7

tв , ч

0,5

0,5

4

1,0

5,0

 

6 Тапсырма: (F2out) платасының шығыс порттарындағы  импульстердің пішінін өлшеу сұлбасы.  2.048 Мбит/с  стыктағы импульс маскасын салу

 

6.1 Тапсырманы орындауға арналған  оқу-әдістемелік көрсетілімдер мен сұрақтың қысқаша теориясы

 

Импульстер формасы G703 ХТТКК талаптарына сай  сипаттамалар сәйкестігіне тексеріледі.  Өлшеу F2out  портының  шығыстарында жүргізіледі. 2,34 және 140 Мбит/с үшін импульстер маскасы 6.1- суретте көрсетілген.  F2out –пен байланысқан  DDF контактісі  өлшеу кезінде  келісілген жүктемеге жүктелу керек:

- симметриялы шығыстар үшін  2 Мб/с – Z = 120 Ом;

- симметриялы емес  шығыстар үшін  2, 34, 140 Мб/с – Z = 75 Ом.

 

 

 

 

 

 

 

 

                               

 

  

6.1 Сурет - Өлшеу сызбасы

  

 7 Тапсырма : 1 кв амплитудасы бар синусоидалы сигналды  ОСШ = 30дц – ға  тең минималды мәнмен дискретизациялау керек.  Ол үшін  қанша  бір қалыпты орналастырылған  кванттау қадамы және әр санақты кодтайтын қанша разряд қажет? 

 

7.1 Тапсырманы орындауға арналған  методикалық көрсетілімдер мен сұрақтың қысқаша теориясы

 

   Жалпы, ИКМ кодеріндегі тізбектелген кванттау қателіктері кездейсоқ түрде орналастырылған  және өзара коррелирленбеген болады деп пайымдалады. Осы сияқты, ИКМ жүйесіндегі кванттау қателігінің коммутативті эффектісі, субъективті әсері бар қосымша шу ретінде трактталуы мүмкін. Бұл шектелген жиілік жолағында ақ шудың әсері сияқты болады. Аналогты сигналдың дискретизациясы салдарынан болатын кванттау қателігі шудың орташа қуатының, сигналдың орташа қуатының  қатынасымен анықталады.:

                                 

                                                  

Мұндағы E – шаманың орташа мәні;

 х(t) – кірісіндегі аналогты сигнал;

 у (t) – декодерленген шығыс сигналы.

           Кванттау шуының математикалық күтімін анықтау кезінде үш ескерту жасау қажет:

1) у(t) – х (t)  қатесі g / 2 амплитудасымен шектелген , мұндағы g – кванттау қадамы  (декодерленген сигналдың санағы кванттау қадамының ортасында орналасады );

2) санақ кванттау қадамының  ішіндегі кез –келген  нүктесіне түсуі мүмкін, яғни  1 / g  тығыздығы  бар  ықтималдықтың бірқалыпты   орналастырылуы   болады;

3) сигналдың амплитудасы кодердің  жұмыс диапазонының шамасында жатады деп  есептелінеді. Егер ол кванттаудың максималды  қадамының  шамасынан асып кетсе, онда байланыстың ақаулықтары пайда болады.

Есеп шығару кезінде ыңғайлы болу үшін , жүктеменің кедергісін 1 Ом-ға тең деп аламыз, бұл жағдайда  кванттау шуының  қуаты  1/ 12 g2 тең болады.

          Бірқалыпты кванттау кезінде  кванттау шуы  таңдаудың мәндеріне   байланыссыз болады, яғни  ОСШ –ны  келесі қатынастан анықтауға болады:

 

 

 

                            (2)                                                 

 мұндағы:   v – кіріс сигналы амплитудасының  орташаквадратты  мәні.

 

Дербес   жағдайда,  бірқалыпты кванттау кезіндегі  синусиодалы  сигнал үшін 

                                                         (3)

             

мұндағы:   А –  синусоидалды  сигналдың максималды амплитуасы

 

8 Тапсырма: 2 ГГц-ке  ажыратылған  және  1500 нм  толқын ұзындығына қатысты симметриялы екі оптикалық сигналдың толқын ұзындықтарының айырмасын анықтау керек

 

8.1 Тапсырманы орындауға арналған  методикалық көрсетілімдер мен сұрақтың қысқаша теориясы

 

  Бұл есеп арналардың оптикалық бөліну бөліміне жатады. АОБ концепциясы  бірнеше тәуелсіз оптикалық арналарды  бір оптикалық талшыққа (ОТ) енгізуінің негізгі  әдісі болып табылады. Желінің екі шетіндегі сигналдарды біріктірудің негізгі механизмі – призмадағы жарық рефракциясы болады.  Барлық АОБ құрылғылары  бірдей сипаттамалы қасиеттерге ие, олар: толық пассивтілік және айналушылық, олардың әрқайсысы мультиплексордың және демультиплексордың функцияларын орындай алады. Есеп шығару кезінде  талшықтың  өлшемдері мен арналар санына байланысты  болатын дифракциялық тордың шығындарын есепке алмаймыз. Келесі өрнекті қолдана отырып, жиілікті толқын ұзындығымен байланыстыруға болады:

 

                                                                                                             (1)

                                                                                                                      

 

мұнда  v – жарық  жылдамдығы , ол  мынаған тең  3 х 108 м/с ;

  f -   жиілік,  Гц ;

  l - толқын  ұзынығы,  м.

Қорытындыда  технологияның артықшылықтарын атап көрсету керек.

9 Тапсырма: Әртипті элементтердің қарсылықсыз жұмыс ықтималдығын анықтау. Жүйеде N- элемент саны бар. Берілген уақыттағы қарсылықсыз жұмыстың орташа уақыты  t1=24 сағат/тәулігіне, t2=720 сағат/30 тәулікке, t3 =8760 сағат/жылына

 

9.1 Тапсырманы орындауға арналған  оқу-әдстемелік көрсетілімдер мен сұрақтың қысқаша теориясы

 

 

  9.1 кесте

Элемент атауы

АОП

УЕТҚ

УҮТҚ

УТТҚ

ОЛТ      сдп              ҚКРГП

1/сағ

2*10-6

3*10-6

3*10-6

4*10-6

2*10-6      10-6              з*10-6

Тв,сағ

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

2,5

         ТЖ мен оның элементтерінің сапасы  комплексті қасиет болып табылады. Ол комплексті қасиеттер эксплуатация шартына және тағайындалуына  байланысты  қарсылықсыздығымен, сақталуымен, өмір ұзақтығымен және жөндеуге қабілеттілігімен сипатталады. Қарсылықтар арасындағы орналастыру тығыздығы экспоненциялды заңдылыққа және қарсылықтар  ағынының  уақыт бойынша сипаттамаларының өзгеруіне  бағынатынын түсініп алыңдар.

          Осыдан шығатыны, қарсылықтар интенсивтілігі тұрақты  және  l(t)~l  жақын болады , сонда қарсылықсыз жұмыстың ықтималдығы

 

                                                                                                                   (1)                                                                    

 

Қарсылықсыз  жұмысқа анықтама  беріңдер:

g1 (t), g2 (t),...,gn(t) – қарсылықсыз  жұмыстың  ықтималдығы.  Неліктен бір элементтің  қарсылығы  барлық  жүйенің  қарсылығына әкеліп соғатынын түсіндіріңдер.                    

                                    

мұнда  gi -  жеке элементтерінің  қарсылық интенсивтілігі

                                                                             

                                                                                                  (2)                                                       
                                                           

 мұндағы   

                                                           

           ТЖ  құрылғысының ,  жобаларының,  арналарының  жұмысқа  қабілеттілігі дайындық коэффицентімен сипатталады:

                               

                                                         (3)

Түрлендірудің құрылымық сызбасын жасаңдар.

           ОП1 және ОП2 –де орналасқан құрылғы үшін қарсылықтың соммалық эффективтілігін есептеу келесі өрнекпен анықталады:

 

           

            (4)

 

мұндағы  N – берілген құрылғының бір комплектісінің  интенсивтілік және комплект саны. Алынған қарсылықтың lжүйе  интенсивтілігі арқылы  тұрақ коэффицентін алуға болады:

 

                                                                            (5)

 

 

Неге НРП құрылғысының соммалық қарсылық интенсивтілігі  мына өрнекпен анықталады

                          

 

Қайта қалпына келудің  оптималды стратегиясында - t1= 2сағ   

                   

                          

                                                              (6)    

 

Алынған  (5) және (6) нәтижелердің негізінде  дәстүрлі  стратегиядағы  жүйенің соммалық  Кп- сын анықтауға болады

 

                          .

 

           Нәтижелерін 9.1 кестесіндегі мәндермен салыстырып, көрсетілген стратегияның әлдебіреуінің жобаланатын жүйенің талаптарына сай болатынына  көз жеткізу керек.  Болмаған жағдайда,  жоғарырақ сапалы  басқа құрылғы қолдануға тура келеді.

 

10 Тапсырма: Берілген суретті қолдана отырып  (NA)2  сандық аппартураның  α және  φm бұрыштарының  және (ΔТ/l) дисперсиялы сипаттамасының мәнін есептеңдер

 

       1 кесте

Параметрлер

1

2

3

4

5

n1

1,470

1,46

1,46

1,465

1,5

n2

1,455

1,40

1

1,40

1,45

na

1

1

1

1

1

 

 

10.1 Тапсырманы орындауға арналған  методикалық көрсетілімдер мен сұрақтың қысқаша теориясы

 

10.1 Сурет- Оптикалық талшықтың ішіндегі жарықтың таралуы

 

         Ішкі жүрекшесінің сыну көрсеткіші n1 және оны қоршаған қабықшаның сыну көрсеткіші nболатын цилиндрлік әйнек талшығын қарастырайық.  Және мұнда   n1> n2  шарт  орындалады. Талшықтың өсі оның оптикалық өсіне тік бұрышталып  кесілген.  10.1 суретте  ауаны қоршаған ( сыну көрсеткіші nа) талшыққа өсі арқылы кіретін сәуле бейнеленген. Бұл сәуле талшықтың бойымен  жүрекшенің шекарасынан көптеген шағылулар арқылы таралады. Оның  қабықшасы әлсіремейді, егер шекара бөлінісіне түскен сәуленің θ  бұрышы критикалық  θc бұрыштан көп болса. Бұл шарттың орындалуы үшін, сәуленің талшықты оптикалық өсіне көлбеген  бұрышы  φ = π/2 – θ мына

φm = π/2 – θс өрнектен  кіші болуы керек.  Ал  α сәулесінің өсі  түсу бұрышы αm. αm және φ бұрыштарының шамасын анықтау үшін  Снелл заңын қолданамыз,  nа =1 деп алып,

 

 

Критикалыққа тең түсу бұрышы,

 

 

 

мына формуланы  қолданайық

 

                                           

 

және sin αm –ны  жүрекше мен қабықшаның сыну көрсеткіштері арқылы өрнектейік

        

                                          

                            

Енгізулер жасайық

                                       

 

Қорытындысы мынаған келеді:

 

                                        

 

           α бұрышы  көп болған сайын,  соғұрлым торецқа түсетін талшықтың жарығының көп бөлігі талшыққа енгізіліп, толық ішкі шағылудың арқысында сонда  таралатын болады. Терминнің аналогиясы бойынша,  оптикада  анықтама ретінде қолданатын  микро-объективтердің жарықты жинау қабілеттігін - nа sin α шамасын талшықтың сандық апертурасы (NA) деп атайды. Ендеше  nа =1 деп алып, талшықтың сандық апертурасын табамыз

 

                                     

 

           Кез-келген талшыққа енгізілген қысқа жарықтық импульс талшық бойымен таралатын  және оған қатты көлбеген траекториядан тұрады. 10.1 суретте кіріс сәулелерінен конус құрайтын екі шекті сәуле көрсетілген. Берілген жағдайда ортаның сыну көрсеткішін осы ортадағы υ жарықтың таралу жылдамдығы деп қарастырсақ болады.  Яғни

 

                                            

 

            Ендеше, өстік  сәуле  талшықтың бойы арқылы жүретін   қашықтықты n1l/c уақытта өтеді. Ал талшық бойымен  әлі де тарала алатын ең көлбеген сәуле, дәл сол ара қашықтықты төмендегідей қатынас арқылы анықталатын  уақытта өтеді:

                                     

 

            Сонымен, егер осы  сәулелердің екеуі  де талшыққа бір уақытта енгізілетін болса, онда  талшықтың шығысында  олар уақыт  бойынша  ΔТ интервалына бөлініп қалады.  Оның мәні :

                                     

 

            Нәтижесінде, барлық мүмкін болатын бұрыштардан тұратын жарық импульсі талшық бойынша таралудың нәтижесінде  төмендегідей формуламен анықталатын  шамаға уақыт бойынша жойылып кетеді

 

                                                    


Әдебиеттер тізімі 

1  Скалин Ю.В.и др. Цифровые системы передачи - М.; Радио и связь, 1988.

2  Баева Н.Н., Гордиенко В.Н.,  Курицын С.А. Многоканальные

системы  передачи : Учебник для вузов - М.; Радио и связь, 1997.

3  Крухмалёв В.В., Гордиенко В.Н., Иванов В.И. и др.

Проектирование и техническая эксплуатация систем

передачи: Учебное пособие для вузов - М.; Радио и связь,1996.

4 Иванов В.И., Гордиенко В.Н., Попов Г.Н. и др.

Цифровые и аналоговые системы передачи - М.; Радио и связь, 1995.

5 Крук Б.И., Попантонопуло В.Н., Шувалов В.П. Телекоммуникационные   системы и сети : Учебное пособие для

вузов - М.; Горячая линия - Телеком.;  2005.

6 Джон К. Беллами : Цифровая телефония. Перевод с английского под редакцией Берлина А.Н. и  Чернышова Ю.Н. - М.; ЭКОТРЕНДЗ,  2004.

7 Четкин С.В.Методические указания и задания на курсовой  проект : Цифровая многоканальная система передачи с ИКМ - М.; МИС, 1991.

8 Баева Н.Н., Гордиенко В.Н.,  Тверецкий М.С. Проектирование цифровых каналов передачи : Учебное пособие - М.; МТУСИ, 1996.

9 Гитлиц М.В., Лев А.Ю. Теоретические основы многоканальной связи - М.; Радио и связь, 1985.

10 Левин Л.С., Плоткин М.А. Цифровые системы передачи - М.; Радио и связь, 1982.

11 Былянский П., Ингрем Д.  Цифровые системы передачи. Перевод с английского под редакцией А.А. Визеля - М.; Связь, 1980.

12 Слепов Н.М. Синхронные сети SDH - М.; Радио и связь, 1997.

13 Скляров О.К. Современные системы передачи - М.; Солон - 2001.

 

Шартты белгілер

АИМ -                      Амплитудалық Импулстік модуляция

ЦАЖ -                       Цифрлы Аналогты жабдық

ҚНК–                        Қайталанбайтын нолдік коды

УЕТҚ –                     Уақытша екінші топ құру

ОТТЖ –                   оптикалық – талшықты  тарату жұйелер

ӨБЖ -                       Өзара байланыс жұйелер

ЖЖ –                        Жоғарғы Жилік

ОЦА –                      Ортақ цифрлық арна

АС    -                       Аралық станция

ШҚ –                        Шешуші құрылғы

А-ЦҚС -                   Аналогты- цифрлық жабдығының  стойкасы

ЛҚС –                       Линиялық құрылғылардың стойкасы

БСЖӨТИ –              Басқару сигналы және өзара тактілік интервалы

ЖЦСС –                   Жоғары цикілдік синхронды сигнал

СШ –                       Соңғы шешім

ТЖА –                     Таналды жилік арнасы

УТТҚ –                    Төртінші топтың уақытша құрылыуы

УҮТҚ –                   Үшінші топтың уақытша құрылуы

КУБ –                       Каналдарды уақытша бөлу

А-ЦҚҚ –                  Аналогты – Цифрлықтың қайта құрылыуы

ТЖ -                         Тарату жұйе

ЦТЖ –                      Цифрлық тарату жұйе

ИКМСС –               Импулстік кодалық модуляцияның соңғы станциясы

ИКТ –                      Импулстердің кезекті тәртібі

АИ –                        Арналық интервал

ТК –                         Түзету  күшейткіші

ХТЖТБКК-             Халқаралық телефон және телеграф бойынша

                                 консультативтік камитеті

САИ –                     Симбл аралық интервал

ХЭБО –                   Халқаралық электр байланыс одағы

ҚКРГП –                 Қызмет көрсетілмейтін регенарациялық пункіт

ТЖ -                        Төменгі жилікті

СҚКЖ –                  Стойканың қызымет көрсету жабдығы

ШБ –                        Шектеуші бөлімі

РҚКБ –                    Регенерациялық қызымет көрсету бөлімі

РБҚ -                      Регенерационалық бөлімі қызмет көрсетілмейтін

ЕТУҚ -                    Екінші топтың уақыттық құрылуы

ЖЖ -                        Жоғарғы жилікті

КИМ -                      Кодалық – импулстік модуляция

АУББ -                    Арналардың уақыт бойынша бөлініуі

ЖТ -                         Жүйенің таралуы

СТЖ -                      Сандық таралу жүйесі

БС  -                         Бөлімнің соңы