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

30276. Основные методы (школы) литературоведения. Филологический метод 31 KB
  Анализы памятников слова практиковались уже в глубокой древности; таковы в Греции первые изучения Гомера в Египте деятельность таких александрийских филологов как Аристарх и Ликофрон в Риме критическая обработка текстов Вергилия Валерием Проббом и т. В огромном большинстве случаев филологизм древности вызван был к жизни научновспомогательными соображениями заботой о проведении в наличность древнейших и популярнейших произведений поэтического творчества и о сохранении их от гибели порчи и всяких искажений столь возможных в те...
30277. Основные методы (школы) литературоведения. Биографический метод (Ш.-О.Сент-Бёв) 36.5 KB
  На примере виднейшего критика французского романтизма СентБёва особенно отчетливо вырисовываются эти черты нового литературоведческого метода. В противоположность Буало и его последователям подчинявшим индивидуальное развитие художника множеству регламентирующих указаний СентБёв эмансипирует личность. Мелкобуржуазного романтика СентБёва интересует прежде всего творческая индивидуальность писателя. Биографический охват творящей личности сыграл в глазах СентБёва доминирующую роль в литой науке.