Методы и средства измерений. 28 вариант+. 1. Содержание и особенности проведения настроечных и контрольных измерений на аппаратуре связи
 Скачать 228.34 Kb.
|
|
1. Содержание и особенности проведения настроечных и контрольных измерений на аппаратуре связи. Измерительное оборудование — средства измерений, программные средства, эталоны, стандартные образцы, вспомогательная аппаратура или комбинация из них, необходимые для выполнения процесса измерения (п. 3.10.4 ГОСТ Р ИСО 900—2008). Измерительный прибор — средство измерений, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне (РМГ 29—99, МИ 2247—93). Средство измерений – техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и/или хранящее единицу физической величины, размер которой принимают неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени (РМГ 29–99). На настоящее время как сам термин «контрольное оборудование», так и его определение не регламентированы действующими нормативными документами. Наиболее близким по названию и смысловому содержанию является термин «средство контроля», определение которого приведено в ГОСТ 16504–81. Средство контроля — техническое устройство, вещество и/или материал для проведения контроля (ГОСТ 16504—81). Если провести аналогию со средствами испытаний и испытательным оборудованием, то можно предположить, что контрольное оборудование — это техническое средство, предназначенное для контроля количественных и/или качественных свойств продукции, посредством использования и на основании показаний которого принимается решение о соответствии (несоответствии) продукции установленным требованиям. Однако данное определение нельзя признать полным. Ориентировка на ГОСТ 16504—81 не совсем верна по следующей причине: ГОСТ 16504—81 не учитывает широкое использование в настоящее время программных средств (тестовых программ) в процессе проведения контроля и испытаний, тогда как п. 4.11.1 ГОСТ Р ИСО 9001 допускает использование программного обеспечения как пригодной формы контроля. Таким образом, под контрольным оборудованием целесообразно понимать техническое или программное средство, предназначенное для контроля количественных и/или качественных свойств продукции в процессе использования, на основании показаний которого принимается решение о соответствии (несоответствии) продукции установленным требованиям (ГОСТ РВ 15.002—2003). Наиболее распространенное на предприятиях контрольное оборудование: • индикаторы (в том числе индикаторные средства измерений); • калибры; • тестовые программы. Индикатор — техническое средство или вещество, предназначенное для установления наличия какой-либо физической величины или превышения уровня ее порогового значения. Примерами индикаторов могут служить: • осциллограф или вольтметр; • лакмусовая бумага; • устройство для звуковой или световой сигнализации, предупреждающее о превышении уровня радиации его порогового значения. Калибры отнесены к контрольному оборудованию (точнее, к средствам контроля) решением Госстандарта России. Тестовые программы – программные средства, позволяющие по результатам своей работы сделать заключение о соответствии (несоответствии) программной и/или аппаратной частей вычислительного комплекса (компьютера) установленным требованиям. Все средства измерений характеризуются следующими основными свойствами: метрологическими, эксплуатационными, информационными, наиболее важными из которых являются метрологические. К метрологическим свойствам (характеристикам) относятся погрешности и диапазоны измерений, чувствительность или разрешающая способность, стабильность характеристик, надежность, неинформативные параметры (например, для универсальных вольтметров — диапазон частот). Погрешность измерений является основной метрологической характеристикой, отражающей отклонение результата измерений от истинного значения физической величины. Она обусловливается многими факторами: погрешностью метода, несовершенством средств, влиянием внешних условий и каналов связи объекта со средством измерений, субъективными погрешностями оператора. Последние два фактора не относятся к погрешностям средств измерений, но влияют на погрешность результата измерений. Все измерительное оборудование современных телекоммуникаций можно условно разделить на два основных класса: системное и эксплуатационное, требования к которым значительно отличаются, как и функции приборов, методы их использования, спецификации тестов. К системному относят измерительное оборудование, обеспечивающее настройку сети в целом и ее отдельных узлов, а также последующий мониторинг состояния всей сети. Системным оно названо потому, что имеет широкие возможности интеграции в измерительные комплексы, сети измерительных приборов и входит в качестве подсистем в автоматизированные системы управления связью. Эксплуатационное оборудование должно обеспечивать качественную эксплуатацию узлов связи, сопровождение монтажных работ и оперативный поиск неисправностей. Рассмотрим основные требования, предъявляемые к измерительному оборудованию. Системное оборудование: • функциональность тестов; • возможность интеграции в системе; • быстрота и легкость модернизации; • удобство эксплуатации; • надежность. Эксплуатационное оборудование: • портативность; • стоимость; • надежность; • удобство эксплуатации. Для системного оборудования основным требованием является максимальная функциональность прибора: спецификация тестов должна удовлетворять всем существующим и большинству перспективных стандартов и методологий. В противном случае прибор не обеспечит полной настройки и оценки параметров сети. Возможность интеграции в локальные и территориально распределенные системы приборов и интеграции с вычислительными средствами и сетями передачи данных существенна для создания TMN, куда должны быть включены и измерительные средства. Модернизируемость важна в силу быстрого развития технологии и принятия новых стандартов. Удобство работы является следующим по важности параметром. Имеется ряд многофункционального подобного оборудования с недружественными интерфейсами, что может существенно затруднять работу специалиста. Эксплуатационное оборудование в первую очередь должно быть портативным и дешевым, затем надежным и уже после этого многофункциональным[1]. 2. Охарактеризуйте понятия: участковой и постанционной служебной связи. Постанционная служебная связь (ПСС) - совокупность устройств, обеспечивающая оперативно-технический персонал телефонной связью между оконечными пунктами (станциями) и обслуживаемыми пунктами (узловыми станциями), а также между обслуживаемыми усилительными и регенерационными пунктами при настройке и эксплуатации сетевых трактов и каналов передачи данной линии передачи. Участковая служебная связь (УСС) - совокупность устройств, обеспечивающая оперативно-технический персонал телефонной связью между ближайшими обслуживаемыми усилительными и регенерационными пунктами (оконечными или узловыми радиорелейными станциями) и расположенными между ними необслуживаемыми усилительными и регенерационными пунктами (промежуточными радиорелейными станциями) данной линии передачи. Каналы ПСС предназначены для обеспечения служебной связи между собой технического персонала оконечных и обслуживаемых промежуточных пунктов (радиорелейных станций) данной ЛП и других ЛП, на которые переходят линейные тракты данной ЛП. Канал УСС предназначен для обеспечения служебной связи технического персонала на участке ЛП между ближайшими обслуживаемыми пунктами (радиорелейными станциями) данной ЛП, включая расположенные на этом участке НУП, НРП и ПРС. Каналы ПСС и УСС организуются на базе комплексов аппаратуры систем передачи, применяемых на первичных сетях (АСП, ЦСП ПЦИ, ЦСП СЦИ). В некоторых типах систем передачи функции ПСС и УСС могут объединяться, образуя постанционно-участковую служебную связь (ПУСС)[2]. 3. Приведите последовательность настройки канала постанционной служебной связи. Постанционная служебная связь осуществляется по четырехпроводным каналам низкой частоты, организуемым по искусственным цепям. Для этого устанавливаются дополнительные низкочастотные усилители. Протяженность ПСС равна длине линейного тракта. Вызов абонента в ПСС — избирательный (ПСС-1) и голосом (ПСС-2). Цепи постанционной связи представляют собой составную часть сети дорожной телефонной связи и обеспечивают выход каналов к каждому раздельному пункту. По концам участка цепь постанционной связи включается в коммутаторы междугородной или местной связи. Кроме того, цепи постанционной связи могут быть включены через релейные комплекты КР в телефонные коммутаторы или АТС промежуточных станций. В одну цепь постанционной связи включается не более 15 аппаратов, которые устанавливаются у дежурных по станциям и в помещениях технических и товарных контор, билетных касс, пассажирских остановочных пунктов, телеграфа и дорожных мастеров, если у них нет аппаратов линейно-путевой связи.  На рисунке показана блок-схема постанционной связи с селекторным вызовом. Рассмотрим кратко работу схемы. Абонент промежуточного пункта, например линии 1, для вызова распорядительной станции должен нажать вызывную кнопку, имеющуюся на телефонном аппарате ТА типа ТПС-52. При этом замкнется цепь питания реле приемника ПВ1 распорядительной станции от батареи БЦВ1. При срабатывании реле ПВ1 включит лампу ВЛ1 на коммутаторе и подключит питание к генератору контроля вызова ГК.В1, который подает в линию ток тональной частоты, воздействующий на телефон вызывающего абонента. Телефонистка должна опросить линейного абонента и по его просьбе или соединить с абонентом узла или же послать избирательный вызов на требуемый промежуточный пункт. Вызываемый абонент должен снять микротелефон и ответить. Телефонистка вынимает штепсель из гнезда коммутатора. В качестве распорядительной станции применяется аппаратура типов ПС-1,ПС-1М, ПС-2М, ПС-257, ПС-457, ПС-59. В комплекте аппаратуры станции типа ПС-59 входят распорядительное устройство РТПС-59, кнопочное вызывное устройство. РУ-ПС-59 имеет приборы посылки в линии селекторного вызова, приборы приема вызова с линии и др. На промежуточных пунктах установлены вводные щитки, селекторные ящики и телефонные аппараты типа ТПС-52, имеющие вызывные кнопки[3]. 4. Приведите прядок проведения настроечных измерений. В процессе выполнения строительно-монтажных работ и на законченных строительством объектах связи должны производиться пусконаладочные (настроечные) работы, включающие в себя проверку, регулировку, настройку, тренировку и электрические измерения индивидуального оборудования и систем, а также их контрольный пуск (опробование). В процессе пусконаладочных (настроечных) работ все параметры оборудования и систем должны быть доведены до нормативных. Пусконаладочные (настроечные) работы входят в состав строительно-монтажных работ. Смонтированное оборудование проводной связи, радиовещания и телевидения перед проведением наладочных, регулировочных и тренировочных работ должно быть подготовлено к этим работам: очищено, проверена правильность монтажных соединений, осмотрен и выправлен шинный монтаж и кабельные разделки, проверены контакты. На линейных сооружениях проводной связи монтаж должен быть полностью закончен, включая кабельные и воздушные вводы в предприятия связи. Настройка и измерение параметров антенн должны производиться при полном завершении монтажных работ на антенно-мачтовых сооружениях и вводах фидерных линий в технические здания. Законченное монтажом оборудование должно быть передано под наладку (настройку). После выполнения этих работ субподрядной организацией передача смонтированного оборудования под настройку должна оформляться двухсторонним актом. При этом должна быть передана необходимая документация по пусконаладочным работам. Измерительные приборы, применяемые для выполнения пусконаладочных (настроечных) работ, должны быть проверены в соответствии с требованиями ГОСТ "Государственная система обеспечения единства измерений. Организация и порядок проведения проверки, ревизии и экспертизы средств измерений". Проверка каждого прибора должна быть документально оформлена. При выполнении настроечных работ следует применять автоматические, полуавтоматические устройства, пульты, автотренеры и приборы. Для участия в пусконаладочных (настроечных) работах должны привлекаться инженерно-технические работники организаций, на которые возлагается эксплуатация строящихся объектов связи. Выход в эфир при настройке радиопередатчиков допускается только на частотах, сообщенных заказчиком. На выполненные пусконаладочные (настроечные) работы должны быть оформлены протоколы электрических измерений, проверок и акты комплексных испытаний[4]. 5. Приведите состав первичных параметров металлических кабелей. Первичные параметры проводных линий связи - активное сопротивление R (Ом/км), индуктивность L (Гн/км), емкость C (ф/км), проводимость изоляции G (1/Ом Хкм) Активное сопротивление R=R0+Rп.э.+Rбл+Rм, где R0-сопротивление постоянного тока. Rп.э сопротивление поверхностного эффекта Rбл - сопротивление эффекта близости Rм-сопротивление потерь в металле (в соседних кабельных цепях и свинцовой оболочке). R0-зависит от D провода материала t° и способа скрутки жил. Rп.э - сопротивление переменному току. Rбл--эффект близости, так же как и поверхностный эффект, тем сильнее, чем больше φ, µ, ƒ. Возникает за счет взаимного влияния рядом расположенных токонесущих проводов, так как магнитное поле каждого из 2-х проводов создает вихревые токи в соседнем проводе. Взаимодействие вихревых токов с основным током приводит к увеличению плотности тока на обращенных друг к другу поверхностях проводов. Rбл-увеличивается при уменьшении расстояния между проводами. Rм - возникает из-за того, что вихревые токи, создаваемые внешним магнитным полем цепи, нагревает окружающие металлические части. L-зависит от расстояния между проводами, D (уменьшается с увеличением D), от материала (у стали L больше, чем у меди) и f. С зависит от расстояния между проводами (увеличивается с уменьшением расстояния), D и материала диэлектрика между проводами цепи. LC=µε.где µ и ε - магнитная и диэлектрическая проницаемости. Для воздушной линии LC=1, для кабеля LC= ε. Проводимость изоляции (утечка) зависит от типа изоляции, частота тока (возрастает с увеличением ƒ) и климатических условий. Для воздушных цепей на утечку влияют также гололед и иней[5]. 6. Приведите состав вторичных параметров металлических кабелей. Волновое сопротивление. В принципе, понятие волнового сопротивления применимо только к однородным линиям, как постоянное сопротивление электромагнитной волне в любой точке кабеля при ее распространении вдоль линии любой длины. Волновое сопротивление – комплексная величина, зависимая от частоты и первичных параметров линии. В общей форме: Z() =  ,Если при достаточно высоком значении сопротивлении изоляции Rи в значении G пренебречь величиной 1/Rи, то это выражение можно представить в виде: Z() = q  , q = 0.93.На частотах более 0.1 МГц отношение R(w)/wC становится много меньше значений L(w)/C и формула упрощается: Z() q  ,При этом индуктивность жил определяется, в основном, независимой от частоты межпроводниковой индуктивностью и волновое сопротивление кабеля имеет преимущественно резистивный характер, практически не зависит от частоты, и считается номинальным волновым сопротивлением кабеля Zв. По мере уменьшения частоты отношение R(w)/wC увеличивается, а на частотах менее 1 кГц становится преобладающим Z() q  ,т.е. содержит соизмеримые действительную и мнимую (емкостную) составляющие. Частотные характеристики жил кабеля. Характеристики коэффициента передачи сигналов по жилам кабеля, согласованным с нагрузкой по всему частотному диапазону, определяются передаточной функцией: K() = ехр[-()] = exp[-(()j ())], где: – длина кабеля, () – комплексный коэффициент распространения кабеля, () – частотная характеристика затухания кабеля (собственная частотная функция затухания), () – фазочастотная функция жилы кабеля. Передаточные функции являются системными функциями кабеля, обобщающими электрические параметры его токопроводящих жил. Что касается фазочастотной характеристики реального кабеля, то она практически не отличается от характеристики идеального кабеля по форме и имеет небольшие изменения числовых значений. Коэффициент фазового сдвига частотных составляющих сигнала, за исключением начальной части до частоты порядка 10 кГц, остается прямо пропорциональным частоте[6]. 7. Дайте определение волнового сопротивления линии связи. Важным вторичным параметром распространения линии связи является ее волновое сопротивление. Этот параметр представляет собой полное (комплексное) сопротивление, которое электромагнитная волна определенной частоты встречает при распространении вдоль однородной цепи. Волновое сопротивление измеряется в Омах и зависит от таких первичных параметров линии связи, как активное сопротивление, погонная индуктивность и погонная емкость, а также от частоты самого сигнала. Выходное сопротивление передатчика должно быть согласовано с волновым сопротивлением линии, иначе затухание сигнала будет чрезмерно большим[7]. 8. Дайте определение группового сигнала тракта. В многоканальных радиосистемах передачи с ЧРК обычно используют аппаратуру объединения и разделения каналов, применяемую в проводных системах. Это обеспечивает простоту сопряжения тех и других систем и отражает общую тенденцию к унификации оборудования на сетях связи. Для унификации аналоговых многоканальных систем за основной или стандартный канал принимают канал тональной частоты (канал ТЧ), обеспечивающий передачу сообщений с полосой частот 300...3400 Гц, соответствующей основному спектру телефонного сигнала. Многоканальные аналоговые системы формируются путем объединения каналов ТЧ в группы, обычно кратные 12 каналам. Многоканальный (групповой) сигнал имеет сложную структуру, которая зависит от общего количества каналов, числа работающих в данный момент каналов, затуханий абонентских линий, индивидуальных особенностей абонентов. Кроме того, часть каналов ТЧ используется не для передачи речевых сигналов, а для вторичного уплотнения (тональный телеграф), передачи бинарной информации и т.п.; периодически по каналам посылаются сигналы вызова. Поэтому величины средней и пиковой мощности группового сигнала и его пик–фактора зависят от числа каналов и непостоянны во времени, что во многом определяет качество функционирования группового тракта. Групповой тракт предназначен для передачи многоканального ( группового) сигнала, содержащего в себе токи частот всех каналов системы. Групповым трактом называют комплекс устройств, включенных между выходом индивидуальных передатчиков одной оконечной станции и входом индивидуальных приемников противоположной оконечной станции. Групповой тракт подразделяется на тракт передачи оконечной станции, линейный тракт и тракт приема оконечной станции[8]. 9. Приведите рабочие диапазоны частот первичного, вторичного и третичного трактов Рабочая полоса частот первичного сетевого тракта должна быть 60,6 - 107,7 кГц. Рабочая полоса частот вторичного сетевого тракта должна быть 312,3 - 551,4 кГц. Рабочая полоса частот третичного сетевого тракта должна быть 812,6 - 2043,7 кГц[9]. 10. Дайте определение псофометрического напряжения. Псофометрическое напряжение - напряжение помех, которое существует на сопротивлении нагрузки 600 Ом, согласованном с выходным сопротивлением питающей его цепи и измеренное с учетом неодинакового воздействия напряжения различных частот Uf на качество телефонной или вещательной передачи. Неодинаковость воздействия учитывается с помощью весовых коэффициентов Аf напряжения Uш относительно весового коэффициента для частоты сравнения Аfсравн. Весовые коэффициенты устанавливаются в результате многолетних наблюдений и рекомендуются на определенный период для всех стран мира. Эти коэффициенты определяются по псофометрическим характеристикам для соответствующего канала. Для телефонного канала выбрана частота сравнения 800 Гц, а для вещательного канала - 1кГц. Напряжение (мощность) шума псофометрическое - напряжение (мощность), измеренное псофометром (избирательным вольтметром, избирательность которого определяется установленными псофометрическими весовыми коэффициентами)[10]. 11. Перечислите параметры, одноименные для систем передачи с ИКМ и с ЧРК. В настоящее время сформировались три направления развития цифровых методов передачи, основанных: -на передаче цифровых сообщений по аналоговым каналам и трактам связи; -на преобразовании аналоговых сообщений в цифровую форму для передачи по цифровым трактам; -на формировании комплекса (иерархии) цифровых систем передачи на основе асинхронного и синхронного объединения потоков цифровой информации и преобразования аналоговых сообщений в цифровую форму. Первое направление объединяет самый старый вид электросвязи — телеграфную связь по физическим линиям и передачу цифровой информации по типовым каналам ТЧ (со скоростями от 200 до 9600 бит/с) и по групповым тракта.м аналоговых систем с ЧРК. В настоящее время разработан ряд устройств -преобразования сигналов, обеспечивающих «стыковку» источников и потребителей цифровых сообщений (с различными скоростями передачи и разными устройствами организации доступа) с унифицированными каналами ТЧ. Это, прежде всего, одноканальные модемы и преобразователи сигналов, характеристики которых оговорены в рекомендациях МККТТ и ГОСТах. Кроме того, эксплуатируются и многоканальные устройства вторичного разделения, использующие принципы временного (ВРК) и частотного разделения каналов. Для повышения помехоустойчивости здесь применяются методы помехоустойчивого кодирования и другие достижения теории передачи сигналов. Второе направление связано с преобразованием аналоговых сигналов в цифровые. На .передающей стороне осуществляется аналого-цифровое преобразование (АЦП), а на приемной—цифро- аналоговое (ЦАП). Помимо наиболее распространенного аналогового сигнала, характерного для канала ТЧ и имеющего спектр частот от 0,3 до 3,4 кГц, в цифровых системах передачи (ЦСП) в цифровую форму преобразуют сигналы вещания с шириной полосы частот от 0,05 до 10… 15 кГц, аналоговые сигналы первичной, вторичной, третичной группы с ЧРК. При этом наибольшее распространение получила имлульсно-кодовая модуляция (ИКМ). Этот метод АЦП основан на четырех преобразованиях: дискретизации (во времени), квантовании (по величине), кодировании и компандировании. Параметры ИКМ преобразования, в частности, частоты дискретизации, число разрядов, законы компанди- рования, нормы на качественные показатели каналов оговорены в рекомендациях МККТТ для передаваемых аналоговых сигналов всех типов. Третье направление развития ЦОП — формирование иерархии многоканальных цифровых систем с ВРК. Как и в иерархии систем с ЧРК, рекомендации МККТТ оговаривают основные характеристики первичных, вторичных, третичных, четверичных ЦСП. Иерархия ЦСП отличается от иерархии АСП с ЧРК соотношением числа основных каналов на разных уровнях. Более того, в настоящее время существуют параллельно различные иерархии, принятые в Европе, ; в США, Канаде и некоторых других странах; в Японии. Цифровые системы передачи первого уровня иерархии широко используют .на местных сетях. Цифровые источники (потребители) информации (синхронные и асинхронные по отношению к ИКМ-30) могут иметь скорости от 1,2 до 480 кбит/с. Помимо аппаратуры ИКМ-30, к первому уровню иерархии ЦСП относят: аппаратуру цифрового вещания, обеспечивающую передачу цифровых каналов вещания со скоростью 320…512 кбит/с, что соответствует передаче звуковых частот в диапазоне от 30 Гц до 15 кГц; системы с дельта-модуляцией, обеспечивающие передачу 40…60 речевых каналов; комбинированную систему, в которой осуществляется цифровая передача 12-канальной первичной группы ЧРК (спектр 60..Л08 кГц) и нескольких цифровых каналов ТЧ (имеется в зарубежных ЦСП) и др. Системы передачи второго уровня иерархии (аппаратура ИКМ-120) используют на местных и зоновых сетях. Аппаратура объединяет четыре системы ИКМ-30 первого уровня ЦСП. Кроме того, групповой сигнал ‘вторичной ЦСП 8448 кбит/с может быть образован объединением цифрового сигнала со скоростью 6144 кбит/с, обеспечивающего передачу вторичной группы ЧРК (спектр 312…552 кГц), и сигнала одной первичной ЦСП 2048 кбит/с. Системы передачи третьего уровня иерархии используют на зоновых и магистральных линиях. Аппаратура ИКМ-480 объединяет четыре системы ИКМ-120 второго уровня. Кроме того, групповой сигнал третичной ЦСП со скоростью 34368 кбит/с может быть сформирован в результате непосредственного АЦП третичной ЗОО-канальной группы с ЧРК (спектр 812…2044 кГц) и дополнительно одной вторичной ЦСП. По этим ЦСП могут передаваться телевизионные сигналы, преобразованные в цифровую форму с использованием методов устранения избыточности. Системы передачи четвертого уровня иерархии предназначают для магистральных линий связи. Аппаратура ИКМ-1920 обеспечивает объединение четырех систем ИКМ-480. Групповой сигнал четвертого уровня иерархии имеет скорость 139264 кбит/с и помимо телефонных сообщений может быть использован для передачи в цифровой форме сигналов телевизионного вещания. Синхронизация является .существенным аспектом цифровых систем передачи. Передающая аппаратура ЦСП синхронизируется сигналами внутренней или внешней сетки опорных частот и обеспечивает в процессе формирования (группового сигнала:выравнивание скоростей внешних источников цифровой информации, асинхронных относительно данной ЦСП;объединение во времени поступающих извне инфор!мационных сигналов и специально сформированных синхросигналов (для каждого уровня иерархии)[11]. 12. Проведите анализ выражения, характеризующего защищенность двухполярного сигнала при неравномерном квантовании. При неравномерном квантовании шаг квантования не остается постоянным, а является переменными изменяется по определенному закону. Если потребовать постоянства защищенности от шумов квантования в заданном динамическом диапазоне для всех уровней входных сигналов, то можно легко определить зависимость шага квантования от мгновенного значения напряжения uвх ( или тока) квантуемого сигнала:  Из формулы следует, что для слабых сигналов шаг квантования должен быть минимальным и возрастает с увеличением напряжения (тока) сигнала, т.е. должна быть нелинейная шкала квантования. Получение переменного шага квантования может быть реализовано следующими способами: 1) сжатием динамического диапазона с помощью компрессора (К) динамического диапазона сигнала перед кодированием его в кодирующем устройстве с линейной шкалой квантования и последующем его расширением экспандером (Э) после декодирования. Cовокупность операций, проводимых компрессором и экспандером, называется компандированием сигнала; характеристика компандирования (К-Э), т.е. каскадного соединения компрессора и экспандера, должна быть линейной; 2)нелинейным кодированием и декодированием; 3) цифровым компандированием. В современных цифровых системах передачи используют цифровые компандерные устройства (компрессоры и экспандеры - сжиматели и расширители), которые объединены и взаимодействуют вместе с кодирующими и декодирующими устройствами[12]. 13. Приведите содержание рекомендаций МСЭ-Т G712 по измерению ОСШК. При аналого-цифровом преобразовании сигнала значение его отсчета округляется до ближайшего разрешенного уровня квантования. Это округление приводит к появлению погрешности преобразования сигнала погрешности квантования или, иначе, шума квантования. Значение шума квантования (ШК) и отношения сигнал-шум квантования (ОСШК) зависят от характеристики преобразования квантователя и применяемого закона компандирования, обеспечивающего сжатие динамического диапазона уровней сигнала. В соответствии с Рекомендацией МККТТ G 712 ОСШК может быть измерено с помощью двух типов измерительных сигналов: псевдошумового и гармонического. Следует заметить, что применение псевдошумового сигнала вместо просто шумового позволяет легче обеспечивать стабильность его параметров и использовать в генераторе измерительных сигналов элементы дискретной техники. Общий принцип измерения ОСШК основан на том, что в канал ТЧ подают измерительный сигнал определенного уровня. На выходе канала появляется сигнал, содержащий измерительный сигнал и продукты искажений. Фильтрацией выделяют продукты искажений и определяют искажение мощности ИС на выходе канала к мощности продуктов искажения. С выхода генератора через фильтр передачи, ограничивающий полосу сигнала, и перестраиваемый аттенюатор, служащий для установки требуемого уровня сигнала, измерительный сигнал поступает в канал ТЧ. На приемной стороне измерение осуществляется в два этапа. Сначала с помощью калибровочного фильтра выделяют измерительный сигнал (положение а переключателя) и при некотором фиксированном значении затухания перестраиваемого аттенюатора измеряют его уровень измерителем среднеквадратического значения. На втором этапе (положение б переключателя) из сигнала на выходе канала с помощью измерительного фильтра отфильтровывают часть спектра шума квантования и измеряют тем же измерителем. При этом устанавливают такое затухание аттенюатора, чтобы получить те же показания, что и на первом этапе. По измерению затухания аттенюатора определяют значение ОСШК. При этом в случае применения псевдошумового сигнала необходимо введение поправки, учитывающей то, что на втором этапе шум квантования измеряют не во всей полосе частот канала ТЧ, а лишь в некоторой его части Δf, выделяемой измерительным фильтром. Значение поправки n = – 10 lg (3100 / Δf), причем предполагается, что спектр шума квантования равномерен во всей полосе частот канала ТЧ. Небольшое распространение получил шумовой псевдошумный измерительный сигнал. Согласно рекомендации МККТТ по измерению ОСШК спектр измерительного сигнала не должен выходить за пределы 350..550 Гц и должен содержать не менее 25 спектральных составляющих с интервалом не более 8 Гц. Измерительный сигнал должен иметь полосу шириной 100..200 Гц и нормальное распределение вероятностей мгновенных значений, коэффициент амплитуды Ка = (10,5±0,5) дБ. Указанная полоса определяет требования к фильтрам передачи и калибровки. Полоса пропускания измерительного фильтра должна быть не менее 2400 Гц (обычно от 800 до 3400 Гц). В [6] показано, что предпочтительней иметь 13 спектральных составляющих, так как при этом обеспечивается наименьшее значение методической погрешности измерения, вызываемой отличием применяемого измерительного сигнала от идеального, имеющего нормальное распределение мгновенных значений[13]. 14. Нормы, параметры, подлежащие измерению и методика измерений каналов ТЧ. Канал передачи тональной частоты (voice frequency transmission circuit) - Типовой аналоговый канал передачи с полосой частот от 300 до 3400 Гц. Ряд параметров каналов ТЧ АСП (среднеквадратическое отклонение остаточного затухания, средняя величина псофометрических и невзвешенных шумов, защищенность от продуктов паразитной модуляции сигналами от источников питания с частотами ± 50 КГц, импульсные помехи и кратковременные перерывы) и в ЦСП (импульсные помехи и кратковременные перерывы, скачки амплитуды и фазы) определяются, в основном, параметрами линейных и сетевых трактов. Поэтому при отклонении от норм перечисленных параметров в канале ТЧ следует заниматься отысканием причины отклонений в сетевых или линейных трактах. При использовании каналов ТЧ для передачи данных, тонального телеграфирования и других видов вторичного уплотнения следует иметь ввиду следующее: - на действующей сети имеется аппаратура аналоговых систем передачи устаревших типов, которая разрабатывалась без учета высокоскоростной передачи данных по каналам ТЧ; - на сети имеется аппаратура СП, физический износ которой велик, и в каналах, и а трактах которой не обеспечивается необходимой стабильности характеристик; - часть линий РСП доуплотнена по сравнению с расчетным режимом, что вызывает определенное ухудшение помехозащищенности в каналах. В связи с этим: - не рекомендуется передача дискретной информации по каналам ТЧ тропосферных СП устаревшего типа («Горизонт») и в каналах СпСП с использованием аппаратуры КОДЕК-Д; - по каналам ТЧ первичной сети в кабельных, радиорелейных СП и по каналам с участком спутниковой СП, при передаче дискретной информации на большие расстояния (5000 - 12500 км) работа со скоростями более 2,4 кбит/с, как правило не рекомендуется; - по каналам ТЧ первичной сети в кабельных и радиорелейных СП при передаче дискретной информации со скоростями 4,8 - 9,6 кбит/с рекомендуется ограничивать предельные расстояния до 5000 - 10000 км для кабельных СП и до 2500 - 7500 км для радиорелейных СП (в зависимости от используемых типов СП и необходимого качества передачи). Примечание. Следует иметь ввиду, что передача дискретной информации по каналам ТЧ с более высокими скоростями, чем 2,4 кбит/с, приводит к определенному снижению качества передачи, например, при передаче данных в системах с переспросом на скорости 9,6 кбит/с потеря времени на переспросы может достигать в каналах ТЧ протяженностью 12500 км, отвечающих настоящим нормам, в кабельных СП - 6 %, а в каналах радиорелейных СП - 15 % и выше. На составные каналы ТЧ и на каналы, передаваемые во вторичные сети для передачи данных, ТТ, факсимильной передачи и другой нетелефонной информации после их настройки оформляются электрические паспорта, в которых отмечается соответствие нормам электрических параметров канала ТЧ, фиксируются отклонения от норм измеряемых параметров, участок и причина отклонения Проверка параметров каналов на соответствие нормам осуществляется согласно методикам измерения. Измерения каждого из направлений канала производятся отдельно, в некоторых случаях (при отсутствии измерительного прибора на одной из станций) допускается, в виде исключения, измерения электрических характеристик канала ТЧ (кроме защищенности от внятных переходных влияний, коэффициента нелинейности, защищенности от продуктов паразитной модуляции, уровня каждого вида селективных помех, изменения частоты сигнала, дрожания фазы) проводить с организацией шлейфа, исходя из удвоенного числа транзитных участков этого канала при расчете норм. При организации каналов ТЧ в составном первичном сетевом тракте первый, шестой, седьмой и двенадцатый каналы из-за больших искажений фазы не рекомендуется использовать для передачи сигналов ТТ и ПД[14]. 15. Приведите нормы на электрические параметры интерфейса Е1. Cуществуют два стандарта на параметры физического интерфейса Е1: симметричный интерфейс на 120 Ом и коаксиальный (несимметричный) интерфейс 75 Ом. Им соответствую значения пикового напряжения в 3 В и 2,37В. Следует отметить, что оба типа интерфейсов могут реально встретиться в отечественной практике. Симметричный интерфейс 120 Ом получил наибольшее распространение в Европе и является официальным стандартом для России. Интерфейс 75 Ом получил широкое распространение на американо-канадском рынке. В России этот интерфейс не рекомендован к применению, тем не менее, в практике эксплуатации оборудования цифровых систем передачи американских и канадских фирм-производителей он может встретиться[15].
Часть 2. Практическая. 2.1 Определить псофометрическую мощность шума канала тональной частоты на частоте f, если показания псофометра составляют Uf=25 мВ псоф. Значение частоты для каждого варианта задачи выбирается из условия: fn=fn-1+100гц. f1=300гц. Например: f2=f1+100гц.=400 гц , и т.д. Решение Номер зачетной книжки n=28. Следовательно f28=2900 Гц. Псофометрическую мощность шума канала тональной частоты на частоте f определяем по формуле:  Значение псофометрического коэффициента Pf определяем по частоте f из таблицы 2.1. Таблица 2.1 - Значение псофометрического коэффициента Pf
На частоте f28=2900 Гц псофометрический коэффициент Pf = 0,0,543, тогда  пВт псоф.2.2 Определить защищенность сигнала от шумов квантования при двоичном 4- разрядном кодировании в квантователе для гармонического сигнала мощностью pc, , Мощность сигнала выбирается для различных вариантов решения задачи исходя из следующих условий: pcn=pcn-1+3Дб; pc1= - 30Дб; Решение В соответствии с номером зачетной книжки n=28. Следовательно pc28=51 дБ. Защищенность от шумов квантования определяется как  При двоичном m- разрядном кодировании число шагов квантования равно М=2m. Введя обозначение РС = 20 lg(σC/σC МАКС), под которым понимается относительный уровень входного квантуемого сигнала, получим окончательное выражение для защищенности сигнала от шумов квантования  .Коэффициент k равен 5 для речевого сигнала. В соответствии с исходными данными m = 4; pc28=51. Тогда  .Список использованной литературы 1. Методы и средства измерений в телекоммуникационных системах : учеб. пособие / Э. Ф. Хамадулин. — М. : Высшее образование; Юрайт-Издат, 2009. — 365 с. — (Основы наук). 2http://www.opengost.ru/iso/10959-kniga-1.-osnovnye-principy-postroeniya-i-organizacii-tehnicheskoy-ekspluatacii.html 3. http://xreferat.ru/38/14-1-avtomatika-telemehanika-i-svyaz.html 5. http://www.security-tks.com/law_657_1.html 5 Уплотнение городских телефонных цепей. / Ким, Л.Т.; Рапопорт, Э.З. — М. : Связь, 1973 - 272 c. 6.http://bourabai.ru/signals/ts13.htm 7 http://www.osp.ru/lan/2002/10/136592/ 8 Теория электрической связи: учебное пособие / К.К. Васильев, В.А. Глушков, А.В. Дормидонтов, А.Г. Нестеренко;под общ. ред. К.К. Васильева. – Ульяновск: УлГТУ, 2008. – 452 с. 9 ГОСТ 21655-87 «Каналы и тракты магистральной первичной сети единой автоматизированной системы связи. Электрические параметры и методы измерений» 10 Метрология и электроизмерения в телекоммуникационных системах: Учебник для вузов /А.С. Сигов, Ю.Д. Белик. и др./ Под ред. В.И. Нефедова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2005. 11 http://nauchebe.net/2011/11/cifrovye-sistemy-peredachi-soobshhenij/ 12. http://studopedia.net/11_92848_kvantovanie-signala-po-urovnyu.html 13.http://siblec.ru/index.php?dn=html&way=bW9kL2h0bWwvY29udGVudC82c2VtL2NvdXJzZTE1NC9sZWN0aW9ucy8wOC5odG0= 14 http://www.opengost.ru/iso/10985-normy-na-elektricheskie-parametry-kanalov-tch-magistralnoy-i-vnutrizonovyh-pervichnyh-setey.html 15.https://www.google.ru/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0CBwQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.mp59miet.narod.ru%2F17.doc&ei=cW6HVJmQAYjgywON74HQCw&usg=AFQjCNFkOehH6ytfeU-A-4Sc7_pl4f3hiQ&cad=rja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||