литература / Крухмалев В.В., Гордиенко В.Н. Основы построения телекоммуникационных систем и сетей, 2004

и заднего фронтов импульсных сигналов. Волнообразное изменение фазочастотных характеристик приводит к появлению дополнительных сигналов (эхо-сигналов) разной полярности, сдвинутых во времени относительно основного сигнала.

Частотные и фазовые искажения тем меньше влияют на переходной процесс, чем выше диапазон частот, в котором они наблюдаются.

Увеличение длительности фронта сигналов снижает контрастность изображения, а выбросы напряжения приводят к окантовке вертикальных границ полей изображения. Дополнительные импульсы вызывают повторное (сдвинутое относительно основного) изображение.

Причиной появления повторных изображений может быть также несогласованность входных-выходных сопротивлений четырехполюсников, составляющих КИ.

Нелинейные искажения (обусловленные нелинейностью амплитудной характеристики канала) приводят к изменению соотношения амплитуд последовательности телевизионных сигналов и, следовательно, к изменению соотношения яркостей элементов изображения. Чрезмерные нелинейные искажения могут нарушить нормальную работу системы синхронизации.

Разнообразно влияние помех различного происхождения и характера на качество передачи телевизионных сигналов.

Периодическая помеха, частота которой кратна частоте полукадров, приводит к появлению на экране кинескопа темных горизонтальных полос. Степень потемнения зависит от амплитуды помехи, а число темных полос на экране - от соотношения частот помехи и полукадров: чем выше частота помехи, тем больше темных полос.

Если частота помехи не кратна частоте следования полукадров, то темные полосы будут перемещаться в вертикальном направлении. Скорость перемещения возрастает с увеличением разности частоты помехи и ближайшей к ней гармоники частоты полукадров.

Периодическая помеха с частотой кратной частоте строк, т.е. = тРс , в течение передачи одной строки создает т периодических изменений напряжения видеосигнала. На экране кинескопа это вызывает появление чередующихся по яркости участков на каждой строке. Поскольку за время передачи строки проходит целое число периодов помехи, участки потемнения и посветления каждой последующей строки оказываются точно под аналогичными участками предыдущей строки. Так как за время передачи кадра проходит целое число периодов помехи, то в каждом последующем кадре участки посветления и потемнения строк сохраняют свое положение на экране. Чем выше

частота помехи, тем большее число периодов помехи проходит за время передачи одной строки, тем большее число темных полос будет на экране и тем более узкой будет каждая из них.

Периодическая помеха с частотой не кратной частоте строк приводит к появлению на экране кинескопа сетки подвижных наклонных полос.

Кратковременные импульсные помехи вызывают появление светлых и темных горизонтальных полосок, длина которых зависит от длительности импульсной помехи.

Выбросы флуктуационных помех приводят к появлению светлых и темных точек, беспорядочно возникающих в различных участках кинескопа. При значительных флуктуационных помехах мерцающие точки создают подобие пленки, снижающей четкость и контрастность принимаемого изображения.

Нормы на частотные искажения в КИ определяются по шаблонам. Для каналов с верхней граничной частотой до 6,5 МГц допускаются отклонения частотной характеристики остаточного затухания от идеальной в переделах ± 2 дБ и группового времени прохождения (ГВП) в переделах ± 0,3 мкс в диапазоне 0...1.2 МГц и монотонное увеличение отклонений частотной характеристики затухания до 2...4 дБ и ГВП до ± 0,5 мкс на частотах 1,2...6,5 МГц.

Отношение размаха сигнала изображения к напряжению взвешенной флуктуационной помехи, измеренной на выходе КИ, должно быть не меньше 57 дБ в течение 99 % времени. Эта величина может снижаться до 49 дБ в течение 0,1 % времени.

Отношение размаха сигнала изображения к размаху периодической помехи должно быть не менее: 30 дБ для помехи в полосе частот 50... 100 Гц; 50 дБ для помехи в полосе частот от 1 кГц до 1 МГц

Номинальная величина входного и выходного сопротивлений КИ должна быть равна 75 Ом при затухании несогласованности (отражения) не менее 24 дБ.

Широкополосные и цифровые каналы. К широкополосным каналам (трактам) относятся: предгрупповой (ПШКГ), первичный (ПШК), вторичный (ВШК), 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.

Величины номинальных измерительных уровней, остаточного затухания и амплитудная характеристика измеряются на частотах 18 кГц для предгруппового, 82 кГц для первичного, 420 кГц для вторичного и 1545 кГц для третичного широкополосного канала.

На телекоммуникационных сетях организуются типовые цифровые каналы (тракты), основными из которых являются:

основной цифровой канал (ОЦК) со скоростью передачи

64(1 ± 50-Ю-6) кбит/с;

субпервичный цифровой канал (СПЦК) со скоростью передачи

139 264 (1 ± 15-10"6) кбит/с.

Качество передачи по цифровым каналам определяется коэффициентом ошибок, о котором говорилось выше, см. (12).

Вопросы и задачи для самоконтроля

1.Что такое канал передачи? Его структурная схема и требования к основным элементам.

2.Канал передачи как четырехполюсник. Перечислите основные параметры и характеристики канала и поясните их физическую сущность.

3.Остаточное затухание канала передачи, его оценка и влияние на качество передачи.

4.Эффективно-передаваемая полоса частот канала, ее влияние на качество передачи и оценка.

5.Изобразите схему измерения остаточного затухания канала тональной частоты.

6.Изобразите схему измерения частотной характеристики канала тональной частоты. Влияние частотной характеристики канала на качество передачи.

7.Фазочастотная характеристика канала и частотная характеристика группового времени прохождения (замедления), их взаимосвязь и влияние на качество передачи сигналов.

8.Линейные искажения, причины их возникновения и способы оценки. Классификация линейных искажений.

9.Изобразите схему измерения амплитудной характеристики канала. Формы представления амплитудной характеристики канала.

10.Нелинейные искажения, причины их возникновения и оценка.

11.Изобразите схему измерения затухания нелинейности канала по второй и третьей гармоникам.

12.Рассчитать и построить внешнюю диаграмму уровней канала передачи, содержащего оборудование двух оконечных станций, четыре

усилительных участка с затуханием >4, = 34 дБ, А2 = 38 дБ, А3 = 36 дБ, А4 = 31 ДБ И три промежуточных усилителя с усилением S1 = 32

дБ, S2 = 39 дБ, S3 = 35 дБ. Измерительный уровень на выходе оконечного оборудования передачи равен рвых = - 6 дБм. Измерительный уровень на выходе канала рквых = - 7 дБм. Уровень передаче на входе канала рквх =- 13 дБм. Определить остаточное затухание канала передачи.

13.Амплитудная характеристика канала передачи описывается урав-

нением ивых = a, Uex + а2 Ugx2 + а3 Uex3. Определить спектральный состав наряжения на выходе канала, если а1 = 1, а2 = 0,1 1/мВ

иа3 = 0,01 1/мВ2 для Uex = 0,472 мВ. Определить напряжения первой, второй, третьей гармоник и затухание нелинейности по второй

итретьей гармоникам. Определить коэффициент гармоник по рассчитанным затуханиям нелинейности, если uex(t) = Uex sin 5000f.

стная схема телефонного аппарата). При этом получается однополосная двухпроводная схема двусторонней связи (рис. 2), при которой передача и в одном, и в другом направлениях ведется по

двухпроводной линии и в одной и той же полосе частот.

Рис. 2. Однополосная двухпроводная схема организации двусторонней связи

Как следует из рис. 2, передача в одном и другом направлениях ведется в одной полосе частот, а разделение направлений передачи осуществляется с помощью специального РУ, к характеристикам которого предъявляются определенные требования.

Двусторонняя связь при использовании двухпроводной линии может быть осуществлена с помощью двух полос частот: одна

к абоненту А. Следовательно, кроме развязывающего устройства, аналогичного РУ, при двухполосной двухпроводной схеме организации связи должны быть устройства, преобразующие исходные сигналы в полосу частот соответствующего направления тракта передачи и обратного преобразования в тракте приема. Разделение направлений передачи осуществляется с помощью фильтров нижних и верхних частот, называемых направляющими фильтрами,

или вилкой направляющих фильтров. Схема двухпроводной двухполосной организации двусторонней связи приведена на рис. 3.

Рассмотрим прохождение сигнала от абонента станции А к абоненту станции Б (для обратного направления все процессы будут аналогичными) по двухполосному двухпроводному двустороннему каналу передачи телефонных сигналов и их основные преобразования.

К зажимам 1-1 (2-2) подключается двухпроводный тракт телефонной сети, использующий двухпроводные физические цепи, по которым передаются телефонные сигналы в тональном диапазоне частот Р^ .. ^ - Эти сигналы поступают на развязывающее устройст-

во (РУ-1), предназначенное для разделения направлений передачи и приема. С выхода РУ-1 первичный сигнал в полосе частот поступает на передатчик станции А (Пер-А), где происходит его преобразование в линейный спектр ^ .. Л, передаваемый по двухпроводной линии (физической цепи). Формирование линейного спектра направления передачи от станции А к станции Б осуществляется направляющим фильтром нижних частот (ФНЧ). На станции Б сигнала выделяется аналогичным ФНЧ и поступает на вход приемника (Пр-Б), где происходит его преобразование в тональный спектр с полосой частот Р ь . ^ . С выхода Пр-Б сигнал поступает на развязывающее устройство (РУ-2), предназначенное для разделения трактов приема и передачи станции Б, и далее поступает

вдвухпроводный тракт телефонной сети.

—Д в у х п р о в о д н а я линия

Рис. 3. Двухполосная двухпроводная схема организации двусторонней связи

При передаче от станции Б к станции А в передатчике станции Б (Пер-Б) осуществляется преобразование спектра первичного сигнала Р1...Р2в линейный спектр выделяемый направляющим фильтром верхних частот (ФВЧ). В тракте приема станции А линейный спектр выделяется ФВЧ и затем в приемнике станции А (Пр-А) преобразуется в тональный спектр р1...р2 и далее через РУ-1, разде-

и РУБ, обведенные штриховыми линиями), развязывающих направления передачи. Частотные характеристики затухания (ослабления) ФНЧ и ФВЧ приведены на рис. 4, где приняты следующие обозначения: АФВЧ - затухание направляющего фильтра верхних частот (ФВЧ)

в полосе эффективного задерживания аФВч - максимально- допустимое затухание ФВЧ в полосе эффективного пропускания; АфНч - затухание фильтра нижних частот (ФНЧ) в полосе эффективного задерживания fз.. .\л\ аФНч - максимально допустимое затухание ФНЧ в полосе эффективного пропускания

А, дБ 1

верхних и нижних частот

Дальность непосредственной телефонной связи определяется из следующих рассуждений: на выходе типового микрофона телефонного аппарата средняя мощность первичного сигнала равна \Мм='\ мВт, мощность сигнала на входе телефона, соответствующая его нормальному восприятию, И/7- = 1 мкВт, допустимое затухание (ослабление) между микрофоном одного абонента и телефоном другого равно Амт= 10 1д (И/м/№т) = = 10 1д (1/1О^3) = 30 Д Б . ЕСЛИ коэффициент затухания линии равен а Д Б / К М , то непосредственная дальность связи будет равна /. = Ат/а, км.

Пример: коэффициент затухания телефонного кабеля равен а = 0,75 дБ/км, следовательно, допустимая дальность непосредственной связи составит /.М7- = Амт/а= 30/0,75 = 400 км.

Максимальная дальность телефонной связи должна быть не менее 27 500 км. Следовательно, необходимо применение усилителей и их равномерное размещение по магистрали.

Усилители - это четырехполюсники одностороннего направления передачи и поэтому требуются два усилителя, обеспечивающих усиление сигналов двух направлений передачи. Структурная схема усилителя однополосной двухпроводной схемы организации двусторонней связи приведена на рис. 5. Подключение усилителей к двухпроводной линии осуществляется с помощью развязывающих устройств РУ! и РУ2. Структурная схема двустороннего усилителя двухполосной двухпроводной схемы организации связи приведена на рис. 6.