ЛК №2. Каналы передачи Типовые каналы передачи

• Название: Каналы передачи Типовые каналы передачи
• Дата: 22.06.2022
• Размер: 0.5 Mb.
• Имя файла: ЛК №2.pptx
• Тип: Документы; #609544

Каналы передачи

2. Типовые каналы передачи

1. Каналы передачи, их классификация и основные характеристики

Каналом передачи называется совокупность технических средств и среды распространения, обеспечивающая передачу сигналов электросвязи в определенной полосе частот или с определенной скоростью передачи между оконечными или промежуточными пунктами телекоммуникационных сетей. Каналом электросвязи называется комплекс технических средств и среды распространения, обеспечивающий передачу первичных сигналов электросвязи от преобразователя сообщения в первичный сигнал до преобразователя первичного сигнала в сообщение.

Каналы передачи (далее просто «каналы») классифицируются: по методам передачи сигналов электросвязи различают аналого­вые и цифровые каналы.

Аналоговые каналы, в свою очередь, под­разделяются на непрерывные и дискретные в зависимости от изменения представляющего (информационного) параметра.

Каналы, в которых на одних участках используются аналоговые, а на других цифровые методы передачи сигналов, называются смешанны­ми каналами передачи;

В зависимости от ширины полосы пропускания, в которой пере­даются сигналы электросвязи, и соответствия параметров каналов установленным нормам различают аналоговые:

• типовые каналы тональной частоты;
• типовые первичный, вторичный, тре­тичный и четверичный широкополосные каналы;
• типовые каналы передачи сигналов звукового вещания;
• типовые каналы передачи сигналов изо­бражения и звукового сопровождения телевидения.

- основной цифровой канал;

- первичный цифровой канал;

- вторичный цифровой канал;

- третичный цифровой канал;

- четверичный цифровой канал;

- пятеричный цифровой канал.

По виду среды распространения сигналов электросвязи различают:

- проводные каналы, организованные по кабельным и, реже, воздушным линиям связи;

- каналы радиосвязи, организованные по радио, радиорелейным и спутниковым линиям связи.

• по виду передаваемых первичных сигналов (или сообщений):

- телефонные каналы;

- каналы звукового вещания;

- телевизионные каналы;

- телеграфные каналы;

- каналы пере­дачи данных;

• по способам организации двусторонней связи различают:

- двух- проводный однополосный канал;

- двухпроводный двухполос­ный канал;

- четырехпроводный однополосный канал;

• по территориальному признаку:

- на международные;

- междугородные;

- магистральные;

- зоновые;

- местные.

- эффективно передаваемой полосой частотΔFK, которую канал способен пропустить с выполнением требований к качеству переда­чи сигналов;

- временем Тк, в течение которого канал предоставлен для пе­редачи сигналов или сообщений;

- динамическим диапазоном DK, под которым понимается отно­шение вида

где Wкмакс - максимальная неискаженная мощность, которая может быть передана по каналу;

Wкмин - минимальная мощность сигнала, при которой обеспечивается необходимая защищенность от помех.

ΔFк ≥ ΔFс ; Тк ≥ Тс ; Dк ≥ Dс.

Произведение трех параметров канала VК = DK FK ТК называется его емкостью. Сигнал может быть передан по каналу, если его емкость не менее объема сигнала.

Если система неравенств не выполняется, то возможна деформация одного из параметров сигнала, позволяющих согласовать его объем с емко­стью канала. Следовательно, условие возможности передачи сиг­нала по каналу можно представить в общем виде

VK ≥ VC

Канал характеризуется защищенностью

где Wcp - средняя мощность передаваемого по каналу сигнала.

Канал передачи, как совокупность технических средств и среды распространения электрического сигнала, представляет каскадное соединение различных четырехполюсников, осуществляющих фильтрацию, преобразование сигналов, их усиление и коррекцию. Следовательно, канал можно представить эквивалентным четырехполюсником, параметры и характеристики которого определяют качество передачи сигналов
Каналы передачи работают с реальными нагрузками Zh1(jω) и Zh2(jω), подключаемыми соответственно к зажимам (полюсам) 1-1 и 2-2.

Свойства каналов и их соответствие требованиям к качеству пе­редачи сообщений определяются рядом параметров и характеристик.

Первым и одним из основных параметров каналов является остаточ­ное затухание Ап под которым понимается рабочее затухание канала, измеренное или рассчитанное е условиях подключения к полюсам 1-1 и 2-2 активных сопротивлений, соответствующих номи­нальным значениям Rвх и Rвых соответственно.

где рвх и рвых - уровни на входе и выходе канала;

А - затухание i-го и Sj - усиление j-го четырехполюсников, состав­ляющих канал передачи.

Это означает, что остаточное затухание (ОЗ) канала пред­ставляет собой алгебраическую сумму затуханий и усилений и удобна при расчетах Аr когда известны затухания усилительных участков и усиления усилителей.

ОЗ измеряется на определенной для каждого канала измерительной частоте.

где f - текущая частота и f0 - частота определения номинального значения.

Отклонения ОЗ от номинального определяются по формуле

Остаточное затухание канала увязывается с его полосой пропус­кания. Полоса частот канала, в пределах которой остаточное затухание отличается от номинального не более чем на некото­рую величину ЛЛГ, называется эффективно передаваемой поло­сой частот (ЭППЧ).
Эта характеристика оценивает амплитудно- частотные (просто частотные) искажения, вносимые каналом за счет зависимости его ОЗ от частоты. Допустимые искажения опре­деляются шаблоном отклонений ОЗ в пределах ЭППЧ. Для оценки линейных искажений на передаваемые сигналы мож­но воспользоваться спектральными либо временными представле­ниями сигналов и соответственно частотными либо временными характеристиками каналов (трактов) передачи. Спектральное и временное представления сигнала связаны между собой парой преобразования Фурье:

где S1(jω) - комплексная спектральная функция входного сигнала.

Сигнал на выходе канала можно определить как

где S2(jω)) - комплексная спектральная функция выходного сигнала.

где К(ω) - модуль коэффициента передачи;

b(ω) - фазовый сдвиг.

Зная амплитудно-частотную и фазочастотную характеристики канала, можно определить отклик (реакцию) на выходе канала при заданном воздействии на его входе.

Временными характеристиками канала называются отклики на выходе канала на воздействие определенной формы на его входе. К ним относятся: переходная характеристика, т.е. отклик канала на воздействие в виде единичной функции, и импульсная характеристика, т.е. отклик на воздействие в виде единичного импульса.
При передаче импульсных сигналов (телеграфных, передачи данных) или факсимильных и телевизионных сигналов, для пра­вильного приема которых необходимо точное восстановление их формы, качество канала удобнее оценивать по временным ха­рактеристикам.

При передаче телефонных сигналов и сигналов звукового вещания, для которых важно восстановить на приеме спектральную плотность передаваемого сигнала, качество канала удобнее оценивать по частотным характеристикам.

Метод оценки по частотным характеристикам (спектральный метод) находит более широкое применение по следующим причинам:

2) частотные характеристики легче измерить с необходимой степенью точности, тогда как точное измерение временных характеристик является более сложной задачей;

3) по частотным характеристикам канала можно определить его временные характеристики, тогда как обратная задача не всегда может быть решена.

где Ь0 = ±2kπ, k = 0, 1,2, ...

Условие соответствует постоянству группового времени про­хождения (замедления) канала, т.е.

Условия называется условиями неискаженной передачи.

Для полосы частот канала fH...fВ условия неискаженной передачи графически представлены на рисунке.

Зависимость мощности, напряжения, тока или их уровней на выхо­де канала от мощности, напряжения, тока или их уровней на входе канала называется амплитудной характеристикой - АХ.

Под АХ канала понимается также зависимость остаточного затухания канала от уровня сигнала на его входе, т.е. Аr=φа(рвх)> измеренная при некото­рой обусловленной постоянной частоте измерительного сигнала на входе канала, т.е. fU3M = const.

1) нелинейный участок при малых значениях напряжения или уровней сигнала на входе канала. Нелинейность АХ при этом объ­ясняется соизмеримостью напряжения или уровня сигнала с шума­ми самого канала;

2) линейный участок при значениях напряжения или уровня входного сигнала, для которого характерна прямая пропорциональ­ная зависимость между напряжением (уровнем) сигнала на входе канала и напряжением (уровнем) сигнала на выходе канала;

3) участок с существенной нелинейностью при значениях входного напряжения (уровня) сигнала выше максимальных Uмакс (рмакс), для которых характерно появление нелинейных искажений.

где U1г - действующее значение напряжения первой (основной) гармоники измерительного сигнала; U2г, U3г и т.д. - действующие значения напряжений второй, третьей и т.д. гармоник сигнала, возникших из-за нелинейности АХ канала передачи.

Кош = Nош /N = Nош/В∙Т,

где Nош - число ошибочно принятых элементов;

N - общее число переданных элементов;

В - скорость передачи в бодах;

Т - время измерения (наблюдения).

Телекоммуникационные системы должны быть построены таким образом, чтобы каналы обладали определенной универсальностью и были бы пригодны для передачи различного вида сообщений.

Такими свойствами обладают типовые каналы, параметры и харак­теристики которых нормированы. Типовые каналы могут быть про­стыми, т.е. не проходящими через оборудование транзита, и составными, т.е. проходящими через оборудование транзита.

Типовые каналы передачи

Типовые каналы передачи

Канал тональной частоты - это типовой аналоговый канал пере­дачи с полосой частот 300...3400 Гц и с нормированными пара­метрами и характеристиками.

Частотная характеристика отклонений остаточного затухания ΔАr от номинального значения (-17дБ) должна оставаться в пределах шаблона, приведенного на рисунке

Фазочастотные искажения мало влияют на качество передачи речевых сигналов, но так как КТЧ используется для передачи и других первичных сигналов, большие фазочастотные искажения или неравномерность частотной характеристики группового времени прохождения (ГВП) недопустимы. Поэтому нормируются отклонения ГВП от его значения на частоте 1900 Гц для простого канала длиной 2500 км

Имеют место высшего (второго, третьего) класса. К типовым КЗ относятся каналы передачи сигналов звукового со­провождения телевидения.

Ширина полосы частот КЗ выбирается таким образом, чтобы обеспечить передачу всех составляющих первичного сигнала звукового вещания, существенно влияющих на качество воспроизведения речевой и музыкальной программ. Эффективно передаваемой полосой частот (ЭППЧ) КЗ называется полоса частот, на крайних частотах которой остаточное затухание превосходит затухание на частоте 1020 (800) Гц на величину не более ΔАв = 4,3 дБ. В большинстве случаев эта частота лежит в пределах 6300 ... 15000 Гц. Окончатель­но граничные частоты КЗ выбираются так, чтобы произведение крайних частот ЭППЧ составляло 450000....500 000. Значительные отклонения от указанного условия приводят к преобладанию в принимаемой по КЗ программе низких (глухой тембр) или высоких (металлический тембр) тонов.

Важнейшей характеристикой качества телевизионного изобра­жения является четкость, позволяющая оценить способность канала передавать мельчайшие детали изображения.

Четкость изображения зависит от размеров развертывающего пятна передающей телевизионной трубки, числа строк разложения кадра, ширины ЭППЧ и от частотных характеристик КИ в пределах этой полосы частот.

К широкополосным каналам (трактам) относятся: предгрупповой (ПШКГ), первичный (ПШК), вторичный (BШK), третичный (ТШК) и четверичный (ЧШК) широкополосные каналы.

Для организации связи на телекоммуни­кационных сетях параметры и характеристики этих каналов должны быть унифицированы независимо от оборудования их образования.

- основной цифровой канал (ОЦК) со скоростью передачи 64(1 ± 50∙10-6) кбит/с;

- субпервичный цифровой канал (СПЦК) со скоростью передачи 480 (1 ± 50∙10-6) кбит/с;

- первичный цифровой канал (ПЦК) со скоростью передачи 2048 (1 ± 50-10-6) кбит/с;

- вторичный цифровой канал (ВЦК) со скоростью передачи 8448 (1 ± 30∙10-6) кбит/с;

- третичный цифровой канал (ТЦК) со скоростью передачи 34 368(1 ± 20∙10-6) кбит/с;

- четверичный цифровой канал (ЧЦК) со скоростью передачи 139 264(1 ± 15∙10-6) кбит/с.