33346

Каналы аналоговых линий связи

Доклад

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Телекоммуникационные системы должны быть построены таким образом чтобы каналы обладали определенной универсальностью и были пригодны для передачи различного вида сообщений. Каналы аналоговых линий связи Канал тональной частоты КТЧ типовой аналоговый канал передачи с полосой частот 300. Канал тональной частоты является единицей измерения емкости систем передачи и используется для передачи телефонных сигналов а также сигналов данных факсимильной и телеграфной связи.

Русский

2013-09-05

106.79 KB

25 чел.

Типовые каналы передачи - принципы формирования и назначение. Типовые каналы аналоговых линий связи. Типовые каналы цифровых систем связи. Классификация МКЛС по количеству каналов и назначению.

Телекоммуникационные системы должны быть построены таким образом, чтобы каналы обладали определенной универсальностью и были пригодны для передачи различного вида сообщений. Такими свойствами обладают типовые каналы, параметры и характеристики которых нормированы.

Базовыми в электросвязи являются два типа каналов: канал тональной частоты- для аналоговых линий связи и основной цифровой канал- для цифровых линий связи. Эти типы каналов лежат в основе образования основной части других каналов применяемых в телекоммуникациях.

4.2.1. Каналы аналоговых линий связи

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

В основу для стандартизации этого канала положены требования качественного речевого обмена.

Канал тональной частоты является единицей измерения емкости систем передачи и используется для передачи телефонных сигналов, а также сигналов данных, факсимильной и телеграфной связи. Такой канал включает в себя двухпроводное окончание и четырехпроводный канал. Для перехода с четырехпроводного канал к двухпроводному окончанию служат специальные средства- дифференциальные системы (ДС) (рис.4.1.).

Рис.4.1. Дифференциальная система

Характеристики канала ТЧ нормируются рекомендациями МСЭ-Т серии М. В нашей стране требования МСЭ-Т уточняют "Нормы на электрические параметры каналов ТЧ магистральной и внутризоновых первичных сетей", введенные в действие приказом Министерства связи № 43 от15.04.96. Рассмотрим основные характеристики канала ТЧ.

Нормированная (номинальная) величина относительного (измерительного) уровня сигнала на входе КТЧ ( равна рвх = - 13 дБ, на выходе КТЧ рвых = + 4 дБ. Частота измерительного сигнала принимается равной fU3u = 1020 Гц (ранее 800 Гц). Таким образом, номинальное остаточное затухание КТЧ равно Д = - 17 дБ, т.е. КТЧ вносит усиление, равное 17дБ)

Эффективно передаваемой полосой частот (ЭППЧ) КТЧ (составного и максимальной протяженности) называется полоса, на крайних частотах которой (0,3 и 3,4 кГц) остаточное затухание - А на 8,7 дБ превышает величину остаточного затухания на частоте 1020 Гц (ранее 800 Гц). Частотная характеристика отклонения канала ТЧ от номинала 7 дБ должна оставаться в пределах шаблона (Рис.4.2.) при максимальном числе транзитов, т.е. при 12 переприемных участках.

Фазочастотные искажения не являются столь существенным при передаче речи. Но так как каналы ТЧ используются также для передачи данных и факсимильной связи, большие фазочастотные искажения недопустимы. Поэтому нормируется отклонение группового времени передачи (ГВП) от его значении на частоте 1900 Гц на одном транзитном участке длиной 2500 км (Рис.4.3.).

Рис.4.2. Шаблон отклонения остаточного затухания аналогового канала ТЧ

Рис.4.3. Допустимые отклонения ГВП канала ТЧ

Коэффициент нелинейных искажений канала ТЧ на одном транзитном участке не должен превышать 1,5% (1% по третьей гармонике) при номинальном уровне передачи тока частотой 800 Гц. Амплитудная характеристика при этом нормируется следующим образом: остаточное затухание канала на одном транзитном участке должно оставаться постоянным с точностью 0,3 дБ при изменении уровня измерительного сигнала от минус 17,5 дБ до плюс 3,5 дБ в точке с нулевым измерительным уровнем на любой частоте пределах 0,3... 3,4 кГц. При повышении уровня измерительного сигнала до 8,7 и 20 дБ остаточное затухание должно уменьшиться не менее чем на 1,75 и 7,8 дБ соответственно.

Помехи в каналах ТЧ. На выходе канала ТЧ кроме информационного сигнала присутствуют помехи, которые определяются на приемном конце в точке с относительным уровнем минус 7 дБ.

Средняя величина псофометрического (взвешенного) напряжения помех в канале в течение любого часа на одном переприемном участке длиной 2500 км не должна превышать 1,1 мВ псоф (10000 пВт псоф в точке относительного нулевого уровня).

Нормируются также допустимые величины средней и пиковой мощности телефонных сигналов на входе КТЧ.

Динамический диапазон КТЧ составляет величину 30...35 дБ. Знание ширины полосы частот КТЧ, средней мощности передаваемого сигнала, значения средненевзвешенной мощности помех позволяет оценить его пропускную способность, которая оказывается приблизительно равной 25 кбит/с

Стандартные каналы ТЧ, организованные с помощью цифровых систем передачи, являются более высококачественными. Поэтому ряд характеристик цифровых каналов ТЧ имеют следующие отличия. Нормы на амплитудно-частотные искажения заданы МСЭ-Т в виде шаблона (Рис.4.4.). Если сравнить допустимые отклонения остаточных затуханий цифровых и аналоговых каналов ТЧ (см. Рис.4.2.). Можно отметить, что нормы для цифровых каналов более жесткие. То же можно сказать и о фазочастотных искажениях (Рис.4.5.).

Рис.4.4. Шаблон отклонений остаточного затухания цифрового канала ТЧ

Рис.4.5. Шаблон на допустимую неравномерность ГВП цифрового канала ТЧ

Для цифровых каналов ТЧ вводится дополнительная характеристика, которая оценивает шумы квантования. Эта характеристика задается в виде зависимости отношения сигнал/шум (ОСШ) от уровня сигнала (Рис.4.6.).

Рис.4.6. Зависимость отношения сигнал/шум квантования от уровня сигнала

Канал звукового вещания. Типовой канал передачи с ЭППЧ 30 ... 15000 Гц (50... 10 000 или 80...6300 Гц), предназначенный для передачи сигналов звукового вещания, называется каналом звукового вещания (КЗВ) высшего (второго, третьего) класса. К типовым КЗВ относятся каналы передачи сигналов звукового сопровождения телевидения.

Ширина полосы частот КЗВ выбирается таким образом, чтобы обеспечить передачу всех составляющих первичного сигнала звукового вещания, существенно влияющих на качество воспроизведения речевой и музыкальней программ.

Эффективно передаваемой полосой частот (ЭППЧ) КЗВ называется полоса частот, на крайних частотах которой остаточное затухание превосходит затухание на частоте 1 020 (800) Гц на величину не более ∆Ав = 4,3 дБ. Нижняя граничная частота ЭППЧ КЗ обычно принимается равной 30...80 Гц. Значение верхней граничной частоты определяется характеристиками оборудования канала вещания и трансляционных сетей, осуществляющих распределение программ вещания. В большинстве случаев эта частота лежит в пределах 6 300 ... 15 000 Гц.

Неравномерность частотной характеристики остаточного затухания КЗВ в сторону занижения не должна превышать 1 ... 1,5 дБ. Ряд основных характеристик КЗВ приведен в табл.4.1. 

Таблица 4.1.

Динамический диапазон вещательной передачи следующий: речь диктора 25..35 дБ, художественное чтение 40..50 дБ, вокальные и инструментальные ансамбли 45..55 дБ, симфонический оркестр до 65 дБ. При определении динамического диапазона максимальным считается уровень, вероятность превышения которого равна 2%, а минимальным - 98%.

Средняя мощность сигнала вещания существенно зависит от интервала усреднения. В точке с нулевым измерительным уровнем средняя мощность составляет 923 мкВт при усреднении за час, 2230 мкВт - за минуту и 4500 мкВт - за секунду.

Максимальная мощность сигнала вещания в точке с нулевым измерительным уровнем составляет 8000 мкВт.

Канал изображения. Типовой канал, предназначенный для передачи полного цветного телевизионного сигнала, называется каналом изображения - КИ. Важнейшей характеристикой качества телевизионного изображения является четкость, позволяющая оценить способность канала передавать мельчайшие детали изображения. Анализ показывает, что энергетический спектр телевизионного сигнала сосредоточен в полосе частот 0..6 МГц. Динамический диапазон DС  40 дБ, пик-фактор 4,8 дБ.

Широкополосные каналы.

Увеличение пропускной способности достигается расширением ЭППЧ, причем широкополосные каналы образуются объединением нескольких каналов ТЧ.

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

В настоящее время аналоговые системы передачи предусматривают образование следующих широкополосных каналов:

  1.  предгруппового канала с полосой частот 12..24 кГц - взамен трех каналов ТЧ;
  2.  первичного канала (60..108 кГц) - взамен 12 каналов ТЧ; 
  3.  вторичного канала (312..552 кГц) - взамен 60 каналов ТЧ;
  4.  третичного канала (812..2044 кГц) - взамен 300 каналов ТЧ
  5.  четверичного канала (8516..12388 кГц) - взамен 900 каналов ТЧ.

Для организации связи на телекоммуникационных сетях параметры и характеристики этих каналов унифицируются и соблюдаются независимо от оборудования их образования 

Главным отличием и преимуществом цифровых систем является то, что они позволяют осуществлять передачу практически любых видов сигналов и сообщений. Это обеспечивается путем приведения, за счет аналого-цифрового преобразования, сигналов от любого абонентского устройства к одной из стандартных форм, которая затем может быть доставлена с помощью стандартизованной взаимоувязанной системы методов и средств в любую точку сети связи, независимо от того, в каком виде она поступила от потребителя.

На телекоммуникационных цифровых сетях организуются типовые цифровые каналы (тракты) передачи, основными из которых являются.

Основной цифровой канал (ОЦК) со скоростью передачи 64(±50*10-6) кбит/с. Сигналы ОЦК формируются из сигналов КТЧ путем их аналого-цифрового преобразования. На его основе, путем последовательного объединения групп более низкоскоростных каналов, образуются более высокоскоростные цифровые каналы. Вариантов такого группообразования достаточно много. Ниже приведен один из таких вариантов.

Первичный цифровой канал (ПЦК) со скоростью передачи 2048 кбит/с

(30 ОЦК);

Вторичный цифровой канал (ВЦК) со скоростью передачи 8448 кбит/с

(4 ПЦК -120 ОЦК);

Третичный цифровой канал (ТЦК) со скоростью передачи 34 368 кбит/с

(4 ВЦК -480 ОЦК);

Четверичный цифровой канал (ЧЦК) со скоростью передачи 139 264 кбит/с (4 ТЦК -1920 ОЦК).

Цифровые каналы характеризуются скоростью передачи, а качество передачи сигналов оценивается коэффициентом ошибки - Кош, под которым понимается отношение числа элементов цифрового сигнала, принятых с ошибками к общему числу элементов сигнала, переданных в течение времени измерения.

Кош = Nou/N = Nom/BT, (3)

где Nош - число ошибочно принятых элементов; N - общее число переданных элементов; В - скорость передачи в бодах; Т - время измерения (наблюдения).

Коэффициент ошибок в свою очередь зависит от характеристик линейных трактов каналов связи, о которых говорилось выше. Для цифровых систем по сравнению с аналоговыми они существенно выше.

Основы многоканальных линий связи (МКЛС).

4.3.1.Общие положения

В большинстве случаев каждому источнику сообщения выделяется специальный сигнал, называемый канальным. Промодулированные сообщениями канальные сигналы объединяются, в результате чего образуется групповой сигнал. Если операция объединения линейна, то получившийся сигнал называют линейным групповым сигналом.

На Рис. 4.7. приведена структурная схема наиболее распространенных систем многоканальной связи. Реализация сообщений каждого источника а1(t), а2(t),...,аN(t) с помощью индивидуальных передатчиков (модуляторов) М1, М2, ..., МN преобразуются в соответствующие канальные сигналы s1(t), s2(t),...,sN(t). Совокупность канальных сигналов на выходе суммирующего устройства  образует групповой сигнал s(t). Наконец, в групповом передатчике М сигнал s(t) преобразуется в линейный сигнал sЛ(t), который и поступает в линию связи ЛС. Допустим, что линия пропускает сигнал практически без искажений и не вносит шумов. Тогда на приемном конце линии связи линейный сигнал sЛ(t) с помощью группового приемника П может быть вновь преобразован в групповой сигнал s(t). Канальными или индивидуальными приемниками П1, П2, ..., ПN из группового сигнала s(t) выделяются соответствующие канальные сигналы s1(t), s2(t), ...,sN(t) и затем преобразуются в предназначенные получателям сообщения а1(t), a2(t), ..., aN(t).

Канальные передатчики вместе с суммирующим устройством образуют аппаратуру объединения. Групповой передатчик М, линия связи ЛС и групповой приемник П составляют групповой канал связи (тракт или систему передачи), который вместе с аппаратурой объединения и индивидуальными приемниками составляет систему многоканальной связи.

Индивидуальные приемники системы многоканальной связи ПK наряду с выполнением обычной операции преобразования сигналов sK(t) в соответствующие сообщения аK(t) должны обеспечить выделение сигналов sK(t) из группового сигнала s(t). Иначе говоря, в составе технических устройств на передающей стороне многоканальной системы должна быть предусмотрена аппаратура объединения, а на приемной стороне - аппаратура разделения.

В общем случае групповой сигнал может формироваться не только простейшим суммированием канальных сигналов, но также и определенной логической обработкой, в результате которой каждый элемент группового сигнала несет информацию о сообщениях источников. Это так называемые системы с комбинационным разделением.

Чтобы разделяющие устройства были в состоянии различать сигналы отдельных каналов, должны существовать определенные признаки, присущие только данному сигналу. Такими признаками в общем случае могут быть параметры переносчика, например амплитуда, частота или фаза в случае непрерывной модуляции гармонического переносчика. При дискретных видах модуляции различающим признаком может служить время и форма сигналов. Соответственно различаются и способы разделения сигналов: частотный, временной, фазовый и др.

Рис. 4.7. Структурная схема систем многоканальной связи


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

37085. СЦЕНАРИЙ КЛАССНОГО ЧАСА О ДРУЖБЕ 80.5 KB
  Недалеко уйдете в дружбе если не расположены прощать друг другу мелкие недостатки. Ларошфуко Истинная дружба есть забвение самого себя для того чтобы жить только в другом. Направо пойдешь друга потеряешь.
37086. Сценарий классного часа, посвященный победе под Сталинградом 29 KB
  Чтец: Сороковые роковые Военные и фронтовыеГде извещенья похоронныеИ перестуки эшелонные. Сороковые роковыеСвинцовые пороховыеВойна гуляет по РоссииА мы такие молодые Чтец: 1942 год. Чтец: Выход к Волге и захват Сталинграда мог обеспечить фашистским войскам успешное продвижение на Кавказ к его нефтяным богатствам. Чтец: Кроме того захват Сталинграда разделил бы фронт наших войск надвое отрезал центральные области от южных а главное – дал бы возможность гитлеровцам обойти Москву с востока и взять ее.
37087. Литературно-музыкальная композиция «Сталинградская битва. Курская дуга» 134.5 KB
  Курская дуга Цели:расширять представления учащихся о Сталинградской битве и Курской дуге формировать чувство патриотизма любви к Родине чувство гордости за свою страну на примере героических поступков людей в военное время воспитывать уважительное отношение к старшему поколению памятникам войны.Война гуляет по РоссииА мы такие молодые Год 1941 июнь Страна жила мирной жизнью надеясь что пожар войны который разгорелся в Европе не затронет нашу страну. ИюньТогда ещё не знали мыСо школьных вечеров шагаяЧто завтра будет первый день...
37088. Сценарий классного часа «Экскурсионный день, проведенный в Новодевичьем монастыре» 160 KB
  По патриаршей грамоте 1598 года полным названием монастыря было: Пречестная Великая обитель Пречистыя Богородицы Одигитрии Новый Девичий монастырь. Первое о чем хочется рассказать это об истории Новодевичьего монастыря. Витает птицей в синем небе дух святойВ полёте всё он зорким оком озираетИ тишину монастыря его покойОн верной службой день и ночь оберегает. Таким образом в 1523 году из великокняжеской казны было выдано 230 килограммов серебра на сооружение монастыря.
37089. Сценарий классного часа для 1 класса «Что такое дружба?» 54 KB
  Слайд 1 Ребята давайте поговорим о школьной дружбе. Слайд 2 Иногда говорят: Друзья не разлей вода. Как вы понимаете это выражение Что же такое дружба Слайд 3 Давайте прочитаем стихотворение и узнаем как на этот вопрос отвечают другие. Дружить должны все на свете: И звери и птицы и дети Слайд 4 А вот так слово толкуется в словаре В.
37090. Что такое школьная дружба 56 KB
  Оформление доски Ход мероприятия 1 этап Ребята давайте поговорим о школьной дружбе. 2 этап Иногда говорят: Друзья не разлей вода. Как вы понимаете это выражение Что же такое дружба 3 этап Давайте прочитаем стихотворение и узнаем как на этот вопрос отвечают другие. Дружить должны все на свете: И звери и птицы и дети Так что же такое дружба 4 этап А вот так слово толкуется в словаре В.
37091. Башкортостан – гордимся мы историей твоей! 22.02 KB
  Самая большая и красивая среди них красавица Агидель. И мы хотим рассказать вам историю о том как появилась наша Агидель. Роли: Агидель Рафикова Ашак Мутигуллин Джигит Салимгареев Друзья джигита Арсланов Давлетшин Ахметзянов Ведущий Шайхуллина. У седого Урала имелась дочь – красавица Агидель.
37092. Национальный вопрос в России в начале XX века. Политические партии о путях его решения 32.5 KB
  Исторический путь России в XX в. очевидной стала необходимость преодоления отставания России от передовых индустриально развитых государств во всех сферах жизни общества. Незавершенность индустриальных преобразований сделала аграрный вопрос в России ключевым начавшегося XX в.
37093. Причины Первой мировой войны 44.5 KB
  в России была объявлена всеобщая мобилизация но не дожидаясь ответа в ночь с 31 июля на 1 августа Германия предъявила ультиматум России об отмене мобилизации. Германия объявила войну России. 23 августа Франция и Англия заявили о своей поддержке России. 3 августа Германия объявила войну Франции 6 августа войну России объявила АвстроВенгрия.