щодо виконання завдання

 

Під надійністю елемента (системи) розуміють здатність виконувати задані функції з заданою якістю на протязі деякого відрізу часу в певних умовах. Зміна стану елемента (системи), яка тягне за собою втрату вказаної властивості, називається відмовою. Системи передачі відносяться до відновлювальних систем, в яких відмови можливо усувати.

Одне з центральних положень теорії надійності полягає в тому, що відмови в ньому розглядають як випадкові події. Інтервал часу від моменту включення елемента(системи) до його першої відмови є випадковою величиною, яка називається “час безвідмовної роботи”. Інтегральна функція розподілу цієї випадкової величини, яка представляє собою (згідно визначення) вірогідність того, що час безвідмовної роботи буде менш ніж t, позначається q (t) і має смисл вірогідності відмови на інтервалі 0…t. Вірогідність протилежної події - безвідмовної роботи на цьому інтервалі дорівнює p (t) = 1- q (t).

Зручною мірою надійності елементів і систем є інтенсивність відмов , яка представляє собою умовну щільність вірогідності відмов в момент t, при умові, що до цього моменту відмов не було. Між функціями і p(t) існує взаємодія

 

 

В період нормальної експлуатації (після припрацювання, але ще до того як наступив повний фізичний знос) інтенсивність відмов приблизно постійна

 

= . В цьому випадку .

 

Таким чином, постійній інтенсивності відмов, характерній для періоду нормальної експлуатації, відповідає експоненціальне зменшення вірогідності безвідмовної роботи з бігом часу.

 

Середній час безвідмовної роботи (напрацювання на відмову) знаходять як математичне очікування випадкової величини “час безвідмовної роботи “

 

 

Отже, середній час безвідмовної роботи в період нормальної експлуатації обернено пропорційний інтенсивності відмов t _сер = 1/ .

Оцінимо надійність деякої складної системи, яка складається з множини різнотипних елементів. Нехай р₁ (t), р₂ (t),………р_r (t) – вірогідність безвідмовної роботи кожного елемента на інтервалі часу 0……t, r- кількість елементів в схемі. Якщо відмови окремих елементів проходять незалежно, а відмова хоча б одного елемента веде до відмови всієї системи (такий вид з’єднань елементів в теорії надійності називається послідовним), то вірогідність безвідмовної роботи системи в цілому дорівнює добутку вірогідностей безвідмовної роботи окремих її елементів.

 

, (14)

 

де - інтенсивність відмов системи;

- інтенсивність відмови i-го елемента.

 

Середній час безвідмовної роботи системи

 

(15)

 

 

До числа основних характеристик надійності відновлювальних елементів і систем відноситься коефіцієнт готовності.

 

 

, (16)

 

де t_в – середній час відновлення елемента (системи). Він відповідає вірогідності того, що елемент (система) буде дієздатна в любий момент часу.

Методика розрахунку основних характеристик надійності лінійного тракту полягає в тому що:

1. Розрахунок інтенсивності відмов і середнього часу напрацювання на відмову тракту.

 

У відповідності з виразом (14) інтенсивність відмов лінійного тракту визначають як суму інтенсивності відмов НРП, ОРП і кабелю:

 

 

де - інтенсивність відмов НРП і ОРП;

Q_нрп - кількість НРП

- інтенсивність відмов одного кілометра кабелю;

L - довжина магістралі;

 

Середній час безвідмовної роботи лінійного тракту визначають по формулі (15). Результат повинен бути визначений в роках.

2. Розрахунок вірогідності безвідмовної роботи.

Вірогідність безвідмовної роботи на протязі заданого відрізку часу знаходять по формулі (14) для t₁ = 24 годин (доба), t₂ =720 годин (місяць) і t₃ = 8760 годин (рік)

3. Розрахунок коефіцієнту готовності.

Цю характеристику надійності розраховують по формулі (16).

Середній час відновлення зв’язку находять як:

 

, (17)

 

де t_внрп, t_ворп, t_вкаб – час відновлення відповідно НРП, ОРП та кабелю.

Значення необхідних для розрахунків параметрів візьміть з табл.7

 

Таблиця 7.

 

Найменування елемента	НРП	ОРП	Кабель
, 1/год	3 10-8	10-7	5 10-8 (на один кілометр)
tв, годин	4,0	0,5	5,0

 

Контрольні завдання та питання

1. Поясніть принципи ІКМ: дискретизацію, квантування, кодування.

2. Покажіть спектральну діаграму АІМ сигналу. З її використанням поясніть смисл теореми В.А.Котєльнікова. Поясніть, чому на практиці частоту дискретизації вибирають з умови:

 

f_д =(2,15…2,4) f_в

 

де f_в – верхня гранична частота спектру сигналу, який дискретизується.

3. Як розрахувати потужність перетворень квантування при рівномірному квантуванні?

4. В скільки разів (на скільки дБ) зміниться відношення сигнал /перетворення квантування при зміні кількості розрядів у кодовому слові на два? При зменшенні амплітуди сигналу, що кодується в чотири рази?

5. Зобразити залежність захищеності сигналу від спотворень квантування від рівня сигналу при рівномірному і нерівномірному квантуванні. Чому при телефонному зв’язку характеристику компресії вибирають близькою до логарифмічної?

6. Як залежить захищеність від спотворень квантування від кількості переприймань по каналу ТЧ? Дайте фізичне пояснення цій залежності.

7. Які фактори обмежують кількість каналів АЦО? Що дає використання ієрархічного принципу побудови багатоканальних ЦСП?

8. Яке призначення накопичувачів по входу в синхронізм і по виходу з синхронізму? З яких міркувань вибирають значення коефіцієнтів накопичення?

9. Чому збої символів цифрового сигналу приводять до цокотіння на виході каналу? Збої яких розрядів кодового слова особливо помітні?

10. Як і чому спотворюється імпульсний сигнал на виході фізичного кола? Для чого необхідна корекція форми цього сигналу?

11. Сформулюйте основні вимоги, які пред’являються до довжини і форми самотнього відклику на вході вирішального пристрою.

12. Покажіть спрощену структурну схему регенератора. Поясніть принцип його дії.

13. Сформулюйте основні вимоги до кодів в лінії ЦСП. Чім викликне широке використання квазітрійкових кодів? Поясніть принцип формування кодів з ЧПІ і КВЩ-3. В чому недолік коду з ЧПІ?

14. Як розрахувати тактову частоту і ширину спектру частот ІКМ сигналу? В скільки разів полоса частот ІКМ сигналу ширше полоси частот первинного сигналу?

15. Покажіть залежність коефіцієнта загасання кола металевого кабелю від частоти? Як зміниться загасання кола при збільшенні частоти вдвоє?

16. Чому цифрові системи можуть використовувати кабельне коло в більше широкому діапазоні частот, чім аналогові?

17. Яким чином виділяють тактовий синхросигнал з цифрового сигналу? Для чого потрібен тактовий синхросигнал?

18. Сформулюйте вимоги до величини захищеності сигналу від власних завад в ТРР. Чому на практиці величину захищеності вибирають на 5…10 дБ більше мінімально допустимої?

19. Від чого залежить максимальна довжина дільниці регенерації?

20. Дайте визначення основних показників надійності.