22049

Шумы в линии передачи. Расчёт длины усилительного участка.

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Для такой ЭГЦ средняя за час псофометрическая мощность помехи WЭ10000 пВт или пВт 1 км для международных пВт.23LЭ и тогда Мощности различных видов шумов определяются по следующим формулам: Мощность собственных шумов тепловые шумы линии элементов схем флуктуации электропроводности дробовые шумы электронных приборов и т. Увеличивать длину l усилительного участка по сравнению с нормами МККТТ можно либо увеличивая мощность полезного сигнала – но не допуская увеличения нелинейных шумов уменьшая собственные шумы усилителей – новая...

Русский

2013-08-04

100.5 KB

11 чел.

Лекция 5

Шумы в линии передачи. Расчёт длины усилительного участка.

Из всего многообразия шумов, действующих в линиях передачи, основное внимание должно быть уделено собственным тепловым шумам, нелинейным шумам и шумам линейных переходов. По своему действию они создают так называемые совпадающие и несовпадающие помехи.

Совпадающие помехи в ТЛФ тракте создают внятные переходные разговоры. Эти переходные разговоры порождаются за счёт линейных переходов на передающем и приёмном концах усилительных участков за счёт конечной балансировки развязывающих устройств, по цепям питания и за счёт электромагнитных наводок внутри кабеля от соседних проводников. Внятные переходные помехи психологически очень мешают. На них норма по защищённости не менее 60 дБ.

Несовпадающие помехи – 50 дБ-защищённость. Наибольшее значение уровней помех при полной загрузке тракта.

Допустимые соотношения: РСОВП : РНЕСОВ : РЛИН.ПЕР = 1 : 1 : 2 – для симм. кабеля

                                                                                           1 : 1 Х – для коакс.

При расчёте шумовых характеристик линий передач в качестве нормированного эталона используют характеристики эквивалентной гипотетической цепи (ЭГЦ). Для ЭГЦ эти параметры записаны в нормативных документах МККТТ.

Например, для ТЛФ каналов протяжённость магистральной ЭГЦ LЭ=2500 км (для международной LЭ=25000 км) со вполне оговоренными количествами переприёмов по различным иерархическим группам nПГ ; nВГ ; nТГ; nЧГ. Для такой ЭГЦ средняя за час псофометрическая мощность помехи WЭ10000 пВт или  пВт / 1 км (для международных  пВт).

Расчёт длины усилительного участка

  1.  Пусть собственные тепловые шумы всей проектируемой линии для реальных усилителей и реальных кабелей . Тогда для одного участка при равномерном распределении участков (что и делается на практике):

, или, если взять каждый вид шума в дБ:

  1.  Затухание одного линейного участка

 

Если Z  LЭ, то   

Зная уровень передачи рПЕР дБ, получим уровень сигнала, принимаемого на входе каждого усилителя:

Здесь Рпер и Рвх – допустимые уровни для группового сигнала

Уровень общей мощности сигнал + помеха:

(*) 

Из этого уравнения находят допустимое значение n. Тогда длина усилительного участка: .

Из формулы (*) также видно, что при выбранном типе усилителей, т. е. ААП – известно, уровень РШ1ВХ будет наибольшим, когда функция

будет минимальной y=ymin при n=0.23LЭ и тогда

Мощности различных видов шумов определяются по следующим формулам:

  •  Мощность собственных шумов (тепловые шумы линии, элементов схем, флуктуации электропроводности, дробовые шумы электронных приборов и т. п.)

Ко входу каждого из n усилителей магистрали подводится тепловой шум линии Р ШТ [дБ]=10lg kTS и собственный шум, пересчитанный ко входу одного усилителя dШ .

 - логарифмический коэффициент шума. Здесь FШ – коэффициент шума усилителя.

РШ ВХ = РШТ лин + dШ

Если усилителей n штук, то:

РШ = Р + dШ + 10 lg n. Последнее слагаемое здесь учитывает накопление шумов.

Увеличивать длину l усилительного участка по сравнению с нормами МККТТ можно либо увеличивая мощность полезного сигнала – но не допуская увеличения нелинейных шумов, уменьшая собственные шумы усилителей – новая элементная база, новые схемные решения, или производя коррекции и предыскажения сигнала. Правда в общем выигрыш не очень большой, но на многих тысячах км немалый. Для широкополосного группового сигнала различие между верхними и нижними частотами спектра довольно значительное. Верхние частоты больше подвержены влиянию шумов. Поэтому вводя предыскажение на половине длины линии повышают мощность ВЧ составляющих за счёт некоторого снижения мощности НЧ составляющих. В целом качество всех каналов несколько улучшается.

  •  Мощность от электромагнитных линейных переходов между проводниками.

n – число усилительных участков;

m – число активно влияющих пар;

А1 – защищённость на дальнем конце для 20% комбинаций влияющих пар;

А2 - --------« »---------- для 80% --------« »---------- ;

РСР – уровень долговременной средней мощности сигнала;

А – затухание усилительного участка.

  •  Мощность нелинейных помех

 

и F – ширина спектра одного канала и всей группы.

- нормированная частота; f1 и f2 – нижняя и верхняя частоты, f – текущая частота.

y 2();y 31();y 32() – коэффициенты спектрального распределения продуктов нелинейности второго и третьего порядка первого и второго рода.

А2ГО(),А3ГО() – затухание нелинейностей второго и третьего порядков.

WМС – долговременная мощность многоканального ????? на выходе усилителя при работе без предыскажений.

Учёт нелинейных искажений носит весьма сложный и трудоёмкий характер.

Выбор уровней передачи

В практике разработки АСП имеет место два подхода к определению необходимого уровня передачи:

  •  по заданной длине усилительного участка l и величине тепловых шумов РШТ, оговоренных в ЭГЦ данного типа линии передачи;
  •  по заданному значению неискажённой мощности на выходе линейных усилителей.

В первом случае для отдельного усилителя известна мощность собственных помех, приведённая ко входу усилителя. Обычно берут псофометрическую мощность.

РШ ПС – допустимая псофометрическая мощность шума всего тракта. Тогда на входе одного усилителя:

где РШ - не взвешенная суммарная мощность помех.

k п = 0.75 – псофометрический коэффициент.

Уровень мощности шумов, приведённых ко входу усилителя (в децибелах):

Помехозащищённость (превышение мощности сигнала над мощностью шумов) от собственных помех на входе усилителя:

Затухание для конкретной линии берётся для худшего случая, т.е. для верхних частот спектра сигнала.

1 - затухание на низких частотах

2 - затухание на верхних частотах

Чтобы определять степень загрузки каналов и оценивать соотношение сигнал / шум на входах усилителей, нужно учитывать характерные особенности ТЛФ-х или иных сигналов и выставлять необходимые уровни, не перегружающие усилители.

Для разговорного ТЛФ-го канала (канал ТЧ) уровень средней мощности (в дБ) РКО, а при числе каналов 240

(*)       Р МСО = РКО + 10 lg N                  т.е. сумма дБ-ов

при N ≤ 240            (**)

Значение РКО для одного канала имеет национальные особенности.

По рекомендациям МККТТ в России РКО = - 15 дБм0 (32 мкВт)

                                               В США   РКО = - 16 дБм0 (25 мкВт)                 

Для линий с малым числом каналов качество передачи в России не совсем удовлетворительное. Поэтому используют уровни РКО = - 13 дБм0 (50 мкВт) в линиях с N ≤ 2000, что выше, чем в рекомендациях МККТТ.

В соответствии с (*) и (**) по рекомендациям МККТТ для многоканального сигнала приняты уровни средней мощности.

NКАН

12

60

120

300

600

1800

Р МСО дБм0

3.3

6.1

7.3

9.8

12.8

17.5

РПИК  дБ

19

20.8

21.2

23

25

30

РПИК = РМСО + рпик – допустимое превышение мощности.

Международное соединение может быть длиной до 27500 км.

При проектировании цифровых трактов обычно стремятся обеспечить Рош = 10-6. При протяжённых трактах, например, международных (длиной до 27500 км) на различных участках требования к Рош разные, чтобы в целом  обеспечить не хуже 10-6. Для национальных участков принимают Рош = 0.410-6 и равномерно распределяют эту норму по участкам цепи. При этом Рмагистр = Рвн.зон. = Рместн = Рабон = 10-7. Тогда нормированные значения вероятности ошибок в расчёте на 1 км линии будет Рмаг.1 = 10-7 / 10000 = 10-11; Рвз.1 = 10-7 / 600 = 1,0710-10; Рм.1 = 10-7 / 100 = 10-9. Исходя из этих величин нормированных вероятностей ошибок на 1 км, предъявляются требования к линейным регенераторам на участках цепи. (Рекомендация МККТТ G.821). Эта рекомендация довольно сложным образом регламентирует процесс измерений качества каналов связи. На практике чаще всего пользуются величиной КОШ (BER). 

В нашей стране по качеству разделяют участки высшего класса (магистральные, 40% ошибок), среднего класса (внутризоновые, 20% ошибок), низшего класса (местн.(7,5%) и абонент.(7,5%)).

Международная градация по рек. G.821 МККТТ

А – низш.; Б – средн.; В – высш..

Рош

Среднее время между двумя ошибками

10-2

0,012 с

10-4

1,2 с

10-6

2 мин

10-8

3 часа

10-10

14 дней

10-12

4 года


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

27398. Совершенствование речевой деятельности младших школьников 165 KB
  В начальной школе детей обучают чтению письму речи устной и письменной – это есть формирование специфических речевых умений и навыков то есть видов речевой деятельности. Совершенствование речевой деятельности школьников предполагает формирование четырех обобщенных умений: а ориентироваться в ситуации общения в том числе осознавать свою коммуникативную задачу; б планировать содержание сообщения; в формулировать собственные мысли и понимать чужие; г осуществлять самоконтроль за речью восприятием ее собеседником а также за пониманием...
27399. Методика проведения изложений 46.5 KB
  Начинать обучение следует с повествовательного текста где легко прослеживается развитие действия есть ясный сюжет действующие лица. Порядок подготовительных ступеней в письменном изложении: Постановка цели выбор типа изложения выбор текста. Чтение текста: учитель 12 раза; учащиеся один раз; если текст хорошо знаком детям учитель читает 1 раз. В наши дни не рекомендуется из опасения что рассказ ребенка как бы он ни был хорош может помешать прямому влиянию на пишущих со стороны подлинного образцового текста.
27400. Методика обучения сочинениям 88.5 KB
  Сочинения устные и письменные. Школьники любят писать сочинения и рассказывать устно эта деятельность связывает учение с жизнью. Напомним что сочинения ради разностороннего развития школьников должны быть разнообразными и по источникам материала и по типам текста стилю и жанрам и по тематике по степени самостоятельности и творческого вклада по применяемым методам и приемам.
27401. Совершенствование у младших школьников культуры речевого поведения 60 KB
  Чтобы это общение протекало успешно не вызывая дискомфорта у коголибо из его участников необходимо соблюдение каждым из них определенных норм принятых в обществе норм речевого поведения. К числу вопросов связанных с культурой речевого поведения можно отнести: 1. Соблюдение правил: а поведения в аудитории в том числе на уроке в общественных местах и т.
27402. Внеклассная работа по русскому языку в начальной школе 46 KB
  Это игры утренники викторины походы и экскурсии выпуск газет и журналов радиопередачи съемка телефильмов конкурсы на лучшее сочинение или стихотворение самостоятельное внеклассное чтение книг журналов газет. Лингвистические языковые игры. Как известно игры широко используются и на уроках в более строгой системе познавательного труда детей но внеклассная внеурочная работа дает в этом отношении намного больший простор. Языковые игры обычно развлекательны но всегда содержат дидактический элемент достигающий подчас...
27403. Общая характеристика предмета «Литературное чтение», изучаемого в начальной школе 57 KB
  Назвать основные цели изучения литературного чтения в 14 класса: формирование читательских умений; литературное образование; развитие читательских интересов учащихся. Успешность изучения курса литературного чтения обеспечивает результативность обучения по другим предметам начальной школы. Курс литературного чтения призван продолжить обучение детей чтению ввести в мир художественной литературы и помочь осмыслять образность словесного искусства посредством которой художественное произведение раскрывается во всей своей полноте и...
27404. Развитие учащихся в процессе изучения художественного литературного произведения 51 KB
  Охарактеризовать психологические особенности восприятия художественного литературного произведения младшими школьниками: воображение эмоции мышление наивный реалист и наивный критик. Уровни развития восприятия художественного литературного произведения младшими школьниками. В методике преподавания литературы под процессом чтения понимают процесс восприятия словесного произведения который может быть представлен в виде схемы: зрительное восприятие текста как набора буквенных символов перекодировка символов букв в звуки и произнесение...
27405. Организация обучения младших школьников на уроках литературного чтения 73 KB
  Виды уроков литературного чтения: урок чтения одногодвух произведений чтение крупнообъемного произведения урок внеклассного чтения. Уроки чтения могут различаться по многим параметрам: по учебной задаче; по ведущей деятельности учащихся; по типу учебного материала. Современный урок чтения обладает с одной стороны обязательными компонентами так как он строится на определенном учебном материале воплощает собой конкретный замысел учителя учитывает психологические особенности детей с другой стороны ему присущи гибкость и подвижность...
27406. Проблема содержания обучения чтению в истории русской начальной школы 57.5 KB
  Основные принципы построения программы по чтению; содержание и тематика чтения на каждом году обучения; требования к знаниям умениям и навыкам учащихся. Особенности современных учебников литературного чтения их соответствие требованиям ФГОС начального общего образования. В основе УМК лежит технология формирования типа правильной читательской деятельности продуктивного чтения. У детей развиваются умения самостоятельно осваивать текст до начала чтения во время чтения и после чтения.