Основные электрические характеристики каналов тональной частоты, широкополосных каналов, порядок их измерения. Занятие №1 презентация

ТЕМА № 3
УСТРОЙСТВО И ЭКСПЛУАТАЦИЯ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ С ЧАСТОТНЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ

Основные электрические характеристики каналов тональной частоты (цифровых потоков), широкополосных каналов, трактов, порядок их измерения и оценки.
ЗАНЯТИЕ №1

ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ
1. Изучить понятие о канале связи, и требования, предъявляемые к каналам связи.
2. Изучить основные электрические характеристики каналов тональной частоты (цифровых потоков), широкополосных каналов, трактов, порядок их измерения и оценки.

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ
1.Понятие о канале связи. Требования, предъявляемые к каналам связи.
2. Основные электрические характеристики каналов тональной частоты (цифровых потоков), широкополосных каналов, трактов, порядок их измерения и оценки.

ЛИТЕРАТУРА
1. Многоканальные системы передачи кабельных линий связи военного назначения: учеб.-метод. Пособие / Г. Ю. Дюжов, С. Г. Субботин. –Минск : БГУИР, 2014.
2. Кирилов В.И. Учебное пособие «Многоканальные системы передачи»: – М.: Новое знание, 2003.

6 семестр
Лекции – 6 часов
Групповые занятия – 22 часа
Практические занятия – 50 часов
Лабораторная работа – 6 часов
Итоговая аттестация - ЗАЧЕТ

Понятие о канале связи. Требования, предъявляемые к каналам связи
Учебный вопрос №1

Канал связи – совокупность линейных и станционных устройств, обеспечивающих при включении оконечных аппаратов связь данного вида между абонентами разных пунктов.

Стандартизированные типы каналов связи
Канал тональной частоты («КТЧ»), с эффективной полосой 0,3-3,4 кГц, используется для телефонной и фототелеграфной связи, передачи данных и многоканального телеграфирования
Предгрупповой широкополосный канал, с эффективной полосой 12,3 – 23,4 кГц
(«канал 12-24 кГц»), используется для передачи данных и телекодовой информации

Схема дальней телефонной связи между абонентами разных пунктов

Номинальные измерительные уровни канала тональной частоты

Общая характеристика канала тональной частоты:
Основные требования к каналу ТЧ:
1) эффективно передаваемая полоса частот ЭППЧ при максимальной дальности связи должна быть 300 – 3400 Гц;
2) вход и выход канала должны быть трансформаторными с номинальным сопротивлением 600 Ом (коэффициент отражения по отношению к номиналу не более 10 %).
ЭППЧ – это такая полоса частот канала, в пределах которой при максимальной дальности связи остаточное затухание превышает свое значение на частоте 800Гц не более чем на 8,7дБ (1,0Нп).

Простой канал ТЧ – это такой канал, который на всей протяженности не имеет транзитов по ТЧ (в полосе частот 0,3 – 3,4 кГц). В этом случае каналообразующая аппаратура имеется только в пунктах окончания канала, в промежуточных пунктах могут быть транзиты по высокой частоте (по групповым трактам).
Составной канал ТЧ – это канал, имеющий транзиты по ТЧ, т. е. состоящий из нескольких каскадно-соединенных простых каналов ТЧ.

Схема канала ТЧ в оконечном
2 – проводном режиме
Режим 2ПР ОК применяется при подключении к каналу ТЧ абонентских телефонных аппаратов. В этом режиме номинальные уровни равны:
РВХ = 0 дБ (0 Нп); РВЫХ = -7 дБ (- 0,3 Нп).

Схема канала ТЧ в режиме
2 – проводного транзита
Режим 2ПР ТР применяется для временного 2–провод-
ного транзита (соединения на время разговора) двух каналов ТЧ на коммутаторе. В режиме 2–проводный транзит уровни передачи и приема (гнездо 2ПР) одинаковы:
Рвх = Рвых = - 3,5 дБ (- 0,4 Нп).

Схема канала ТЧ в 4 – проводном режиме
Режим 4ПР ОК используется при включении оконечных устройств. Номинальный уровень входного сигнала (гнезда ПЕР):
РВХ = - 13 дБ (- 1,5 Нп), а выходного сигнала (гнезда ПР) РВЫХ = +4 дБ (+0,5 Нп).
Для получения режима 4ПР ТР на входы канал (гнезда ПЕР), включаются удлинители затухания по 17 дБ (2 Нп). В этом случае входной и выходной уровни одинаковы: РВХ = РВЫХ = +4 дБ (+0,5 Нп).

Понятие о канале связи. Требования, предъявляемые к каналам связи
Учебный вопрос №1

Основные электрические характеристики каналов тональной частоты (цифровых потоков), широкополосных каналов, трактов, порядок их измерения и оценки.
Учебный вопрос №2

При проектировании систем и магистралей дальней связи, настройке и эксплуатации каналов их качество оценивается следующими основными электрическими характеристиками:
1. Номинальные уровни сигнала на приеме и на передаче.
2. Остаточное затухание (ОЗ).
3. Частотная характеристика остаточного затухания (ЧХОЗ).
4. Амплитудная характеристика (АХ).
5. Уровень (мощность, напряжение) шума.
6. Коэффициент нелинейных искажений (КНИ).
7. Фазочастотная характеристика (ФЧХ).
8. Защищенность от переходных помех между соседними каналами.
9. Защищенность от переходных помех между направлениями приема и передачи канала.

Остаточным затуханием (усилением) канала ТЧ называется его рабочее затухание, измеренное на частоте 800 Гц при номинальных нагрузках 600 Ом:
ar = 10 Lg Po / Pn , дБ
где Po – мощность, которую генератор частоты 800 Гц отдает согласованной нагрузке;
Pn – мощность выделяемая в нагрузке канала.
Остаточное затухание КТЧ — разность между двумя уровнями сигнала с частотой 800Гц на входе и выходе канала при согласованных включениях генератора и измерителя уровня:

Физическая сущность остаточного затухания
Остаточное затухание – это разность между, суммой всех затуханий и суммой всех усилений в канале при условии, согласованного включения всех его элементов:
аr = Σаi - Σsj,
где: аi - затухание i-го элемента канала;
si - усиление j-го элемента канала.
Если 1-я сумма больше второй, то в канале остаточное затухание. Если же наоборот, вторая сумма больше, то остаточное затухание будет отрицательным, значит, в канале не затухание, а усиление.

Частотная характеристика остаточного затухания — зависимость его от частоты Ar (f) при постоянном уровне сигнала на входе Рвх=const.
С помощью этого параметра определяется величина амплитудно-частотных искажений (АЧИ) сигнала, передаваемого по каналу. АЧИ отрицательно сказываются на качестве передачи сигналов любого вида связи. Природа АЧИ обусловлена главным образом количеством и качеством фильтрующих устройств, применяемых в аппаратуре каналообразования систем передачи с частотным разделением каналов (ЧРК).Частотная характеристика остаточного затухания нормируется в ЭППЧ канала, одновременно эта характеристика и определяет ее.

Нормы на частотную характеристику канала задаются в виде зависимости:
Δar=ϕ (f), где Δar = arf - ar0,8
т.е. отклонения между остаточным затуханием на данной частоте и остаточным затуханием на частоте 800Гц.
Норма на частотную характеристику остаточного затухания КТЧ:

Измерение частотной характеристики остаточного затухания (усиления) производится с помощью встроенных приборов, а также с использованием измерительных приборов П-321, П-322, П-326 и др.
Схема измерения остаточного затухания и частотной характеристики канала ТЧ:

Невзвешенным (интегральным) напряжением (мощностью) шума на выходе канала называют действующее значение напряжения (мощности) шума в полосе канала.
Измерение уровня или напряжения шума производится прибором П-323-ИШ или псофометром УНП-60 (5).
Схема измерения шума в канале ТЧ:

Защищенность между направлениями передачи и приема в канале — разность уровней сигнала и внятной помехи на выходе канала, причем внятная помеха на выходе канала обусловлена сигналом, передаваемым в тракте передачи того же канала.
Аз=Pпр-Рперех
где А— защищенность от переходных сигналов между направлениями передачи и приема одного канала;
Pпр — номинальный относительный уровень сигнала на выходе канала, равный +4,3дБ(+0,5Нп)
Рперех –уровень переходного сигнала на частоте 800 Гц

Защищенность от внятных переходных помех между каналами измеряется на обоих концах канала
Для измерения используются измерительный генератор и селективный (избирательный) измеритель уровня СИУ. Для измерения может использоваться любой анализатор спектра, например С4-48, приборы П-322 (СИУ-300), П-326 или прибор П-321.

Схема измерения защищенности от влияния переходных помех между каналами ТЧ

Амплитудная характеристика — зависимость остаточного затухания от уровня на входе канала при подаче сигнала частотой 800 Гц.
ar = f (pвх)
Амплитудная характеристика:

Амплитудная характеристика остаточного затухания канала ТЧ измеряется в 4-х проводном тракте канала в обоих направлениях передачи на токе частотой 800 Гц с помощью измерительного генератора и индикатора уровня.
Схема измерения амплитудной характеристики канала ТЧ:

Измерение изменения частоты передаваемого сигнала производится в 4-х проводной части канала ТЧ в обоих направлениях передачи с использованием частотомера, имеющего погрешность измерения не более 0,1 Гц.
Схема измерения изменения частоты в канале ТЧ:

Коэффициент нелинейных искажений. Нелинейные искажения возникают за счет нелинейной амплитудной характеристики канала и проявляются в искажении формы передаваемого сигнала и в обогащении спектра выходного сигнала по сравнению с входным сигналом.
Обогащение спектра оценивают с помощью коэффициентов гармоник. Различают коэффициент нелинейных искажений по i-й гармонике kiг
(где Uiг – амплитуда напряжения i-й гармоники частоты f0 на выходе канала передачи, i = 1,2…N) и суммарный коэффициент гармоник, учитывающий мощность всех высших гармоник (i = 2,3,4…) относительно первой

Первичный поток Е1
Суммарный цифровой поток, передаваемый в линию связи имеет скорость:
32 канала х 64 кбит/с = 2048 кбит/с
Скорость передачи – 2048 кбит/с ± 50 ррm (1 ррm (point per million) равен 10-6), таким образом, допускается отклонение частоты передаваемого сигнала
на ± 102,4 Гц.

Структуры потока Е1:
Неструктурированный
С цикловой структурой
С цикловой и сверхцикловой структурой

Первичный поток Е1.

Основные электрические характеристики каналов тональной частоты (цифровых потоков), широкополосных каналов, трактов, порядок их измерения и оценки.
Учебный вопрос №2