Выбор кабельного оборудования с учётом их электротехнических характеристик

где Qij — приведенные затраты для i-системы, xij — оптимизируемый параметр i-системы, φI(xij) — уравнение ограничений для i-системы, во всей области определения и на ее границах; причем в качестве независимых характеристик переменных следует принимать оптимизируемые параметры, а заданные характеристики должны представлять собой константы.

При этом второе уравнение системы (1) отражает ограничения и дополнительные условия, накладываемые на кабели для СКТ. Так волновое сопротивление кабелей всех типов должно быть 75 Ом. Это упрощает задачу, так как сокращается число переменных величин. Одну и ту же величину коэффициента затухания можно получить для различных кабелей, стоимость которых будет неодинаковой, изменяясь в зависимости от типа выбранной изоляции (сплошной и пористый полиэтилен), от материалов внутреннего и внешнего проводников и т.д.

С целью выбора оптимальных конструкций, рассчитанных по вышеизложенной методике, необходимо провести анализ ряда типовых конструкций однокоаксиальных кабелей. При расчете однокоаксиальных кабелей всех конструкций волновое сопротивление принималось равным 75 Ом; внутренний проводник — сплошной медный, оболочка — полиэтиленовая с подклеивающим слоем битума; изоляция из сплошного полиэтилена с ε = 2,3 и tg δ ≈ 3,5 • 10-4. При этом считалось, что

-■-1

-*-2

дБ/км

Рис. 1. Зависимость стоимости кабеля от затухания: 1 — сплошной полиэтилен; 2 — пористый полиэтилен

-♦—1

—■—2

--3

дБ/км

Рис. 2. Зависимость стоимости коаксиального кабеля от затухания: 1 — изоляция из пористого полиэтилена; 2 — то же, внешний проводник медный, гладкий; 3 — то же, внешний проводник медный гофрированный

—•—Q

—■—Qy

--Qe

дБ/км

Рис. 3. Зависимость суммарной стоимости кабеля и усилителя от коэффициента затухания кабеля

-•—3

—■—2

--1

Рис. 4. Зависимость суммарной стоимости распределительного кабеля и усилителя от диаметра кабеля: 1 — изоляция из пористого полиэтилена, внешний проводник — алюминий; 2 — то же, внешний проводник медный, гладкий; 3 — то же, внешний проводник медный, гофрированный

Рис. 5. Зависимость суммарной стоимости магистрального кабеля и усилителя от диаметра кабеля: 1 — изоляция из пористого полиэтилена, внешний проводник — алюминий; 2 — то же, внешний проводник медный, гладкий; 3 — то же, внешний проводник медный, гофрированный

использовались усилители: магистральные с усилительной способностью 20 дБ (стоимость каждого 500…1000 у.е.) и распределительные с усилительной способностью 32…40 дБ (стоимость каждого 350…750 у.е.).

При окончательном выборе оптимальной для СКТ конструкции кабеля предпочтение должно быть отдано той, которая совместно с усилителями обеспечивает минимум суммарных затрат на систему в целом, определяемых из выражения Qк + Qу = f(α). При этом следует учитывать стоимость кабеля в зависимости от материала диэлектрика Qк = f(Мд) и от затухания Qк = f(α). Подобное же решение может быть получено, исходя из Qк + Qу = f(Dиз). Все расчеты целесообразно выполнять для частоты 800 МГц.

Зависимость стоимости кабеля от затухания α при различных диэлектриках, приведена на рис. 1.

Так как Q_к с пористо-полиэтиленовой изоляцией ниже, то для СКТ выгодно применять кабели с изоляцией из пористого полиэтилена. При увеличении затухания, обусловленном уменьшением диаметра кабеля по изоляции, отличие в стоимости кабеля с изоляцией из сплошного и пористого полиэтилена становится незначительным.[2]

На рис. 2 показана зависимость стоимости коаксиального кабеля от коэффициента зату- хания трех наиболее экономичных конструкций кабеля.

Как видно из рис. 2, наименьшей стоимостью обладает кабель с внутренним проводником из сплошной меди, изоляцией из пористого полиэтилена и внешним проводником из гладкого алюминия (кривая 1). Несколько выше будет стоимость кабеля с таким же внутренним проводником и изоляцией, но с медным гофрированным внешним проводником (кривая 3). Однако хорошие механические характеристики таких кабелей позволяют отдать им предпочтение при использовании в системах кабельного телевидения. Кабель, характеризуемый кривой 2, не обладает достаточной гибкостью и, несмотря на хорошие стоимостные показатели, не может быть рекомендован для СКТ.

На рис. 3 показана зависимость суммарной стоимости кабеля и усилителя от величины коэффициента затухания. Расчет приведен для конструкций кабеля, представленного кривой 1 на рис. 2. При этом усиление принято 32 дБ, а стоимость усилителя — 550 у.е.

Из рис. 3 следует, что кривая суммарной стоимости кабеля и усилителя Q_к + Q_у = f( α ) имеет минимум, который для данных принятых условий соответствует затуханию кабеля 39 дБ/ км. Аналогично может быть выполнен расчет других типовых конструкций магистрального