Электрические характеристики канала ТЧ Остаточным

Электрические характеристики канала ТЧ
Остаточным затуханием канала ТЧ называется его рабочее затухание на
частоте Ю20 (800] Гц при номинальных нагрузках 600 0м.
a r = Р1 - P2
здесь Р1 - уровень сигнала измерительного генератора на входе канала;
P2 - уровень сигнала на выходе канала.
Иными словами остаточное затухание - это разность между уровнями
сигнала частотой 1020(800) Гц на входе и выходе канала при согласованных
включениях генератора и указателя уровня ZГ = Zвх, Zуy = Zвых . Zвх =Zвых = 600
Ом
Остаточное затухание [особенно его стабильность во времени] является
одним из основных параметров, обеспечивающих качество передачи сигналов.
Снижение уровня принимаемого сигнала ухудшает слышимость телефонной
передачи, в сочетании с другими мешающими факторами может вызвать ошибки
в приеме сигналов тонального телеграфа, передаче данных, а при значительных
снижениях уровня [ниже порога чувствительности приемных устройств] прием
дискретной информации становится невозможным.
Номинальное значение уровней и остаточного затухания нормируются для
различных режимов работы канала ТЧ на частоте 1020 (800) Гц.
Канал считается в норме, если не более 5% измерений отклоняется
от номинальных значении остаточного затухания.
Остаточное затухание и особенно его стабильность во времени
является одним из основных параметров обеспечивающих качество передачи
сигналов.
Снижение уровня принимаемого
сигнала ухудшает слышимость
телефонной передачи, в сочетании с другими мешающими факторами может
вызвать ошибки в приеме сигналов тонального телеграфа, передачи данных, а
при значительных снижениях уровня (ниже порога чувствительности приемных
устройств) прием дискретной информации становиться невозможным.
Номинальные значения уровней и остаточного затухания нормируются для
различных режимов канале на частоте 800 Гц, ЭППЧ 0,3-3,4 КГц которые были
приняты МККТТ.
4.2 Измерению остаточного затухания
Остаточным затуханием канала называется его рабочее затухание на частоте
800Гц(1020Гц) и при оконечных нагрузках по 600 Ом. Режим работы канала –
2ПрОк.
Измерения ОЗ производятся на частоте 800Гц(1020)Гц в режиме 4 Пр Ок по
методу разности уровней. В качестве измерительных приборов используют либо
встроенный генератор и измеритель уровня каналообразующей аппаратуры, либо
измерительные генераторы и измерители уровня комплектов П-321,П-321М, П322, П-326.
Схема измерений:
Измерительн.ый
генератор
Измеритель
уровня
КТЧ
Г
z вх  600Ом
1
z вых  600Ом
Частотная характеристика остаточного затухания нормируется в
ЭППЧ одновре- менно эта характеристика и определяет ее ЭППЧ - это такая
полоса частот канала, в пределах которой при максимальной дальности связи
остаточное затухание превышает свое значение на частоте 1020 (800) Гц не
более чем на 8,7 дБ (1 Нп].
Нормы на характеристику задаются в виде зависимости ar=[ f ], т.е.
отклонения между остаточным затуханием на данной частоте и остаточным
затуханием на частоте 1020 (800) Гц.
∆ar =∆arf - ar0.8
Норма на частотную характеристику канала ТЧ зависит от числа транзитов
n по ТЧ. Эта зависимость может быть представлена таблицей [табл. 2.2].
Если неравномерность частотной характеристики канала превышает
допустимые значения, необходимо произвести ее коррекцию путем перепайки
корректирующих контуров в цепи обратной связи усилителя тональной частоты
тракта приема канала.
Таблица 2.2
Частотной характеристикой остаточного затухания называется
зависимость остаточного затухания от частоты
ar=[ f ] р1 = const.
Этот параметр определяет амплитудно-частотные искажения сигнала,
передаваемого по каналу. Они обусловлены главным образом количеством и
качеством полосовых фильтров в аппаратуре канального преобразования
оконечных пунктов и пунктов транзита по ТЧ.
Поскольку каждый транзит по ТЧ увеличивает количество каскадно
включенных в канал полосовых канальных фильтров очевидно что с увеличением
числа транзитов по ТЧ ухудшается частотная характеристика (увеличиваются
амплитудно-частотные искажения сигнала, особенно на краях эффективно
передаваемой полосы частот (ЭППЧ] канала].
Амплитудно-частотные искажения в канале отрицательно сказываются на
качес- тве передачи сигналов любого вида связи, но особенно существенно
влияют на передачу дискретной информации (сигналов передачи данных,
тонального телеграфирования.
Для корректирования частотной характеристики остаточного затухания
канала ТЧ в аппаратуре имеются амплитудно-частотные корректоры (в
усилителях тональной
частоты
приемной части аппаратуры канального
преобразования], которые позволяют с необходимой точностью устранять
амплитудно-частотные искажения.
Частотная характеристика остаточного затухания нормируется в ЭППЧ
одновре- менно эта характеристика и определяет ее ЭППЧ - это такая полоса
частот канала, в пределах которой при максимальной дальности связи остаточное
2
затухание превышает свое значение на частоте 1020 (800) Гц не более чем на 8,7
дБ (1 Нп].
Нормы на характеристику задаются в виде зависимости ar=[ f ], т.е.
отклонения между остаточным затуханием на данной частоте и остаточным
затуханием на частоте 1020 (800) Гц.
∆ar =∆arf - ar0.8
Норма на частотную характеристику канала ТЧ зависит от числа транзитов
n по ТЧ. Эта зависимость может быть представлена таблицей [табл. 2.2].
Если неравномерность частотной характеристики канала превышает
допустимые значения, необходимо произвести ее коррекцию путем перепайки
корректирующих контуров в цепи обратной связи усилителя тональной частоты
тракта приема канала.
Таблица 2.2
Измерение частотной характеристики остаточного затухания
Величина остаточного затухания зависит от режима работы. Зависимость
ОЗ от частоты определяется по следующим выражениям:
arf 1  arf 1  ar1020 , дБ (7)
arf 1  pвх.ном  pвых. f 1 , дБ (8)
Измерения ЧХ ОЗ выполняются по методу разности уровней в ручную. Для
измерения ЧХ ОЗ служит измерительный генератор П-326-1 и индикатор ЧХ П326-3, включенный на выходе канала.
АЧИ обусловлены главным образом количеством и качеством полосовых
фильт-ров в аппаратуре канального преобразования оконечных пунктов и пунктов
транзита по ТЧ, Поскольку каждый транзит по ТЧ увеличивает количество
каскадно-включенных в канал полосовых канальных фильтров, очевидно, что с
увеличением числа транзитов по ТЧ ухудшается частотная характеристика
остаточного затухания увеличиваются амплитудно-частотные искажения сигнала,
особенно на краях ЭППЧ канала.
Для корректирования частотной характеристики остаточного затухания
канала ТЧ в аппаратуре имеются амплитудно-частотные корректоры (в
усилителях ТЧ приемной части аппаратуры канального преобразования), которые
позволяют с необходимой
точностью
устранять
амплитудно-частотные
искажения. Если АЧХ в ЭППЧ будет постоянной, то в канале будут отсутствовать
АЧИ.
Этому мешают многие факторы , в первую очередь реальные
АЧХусилителей, трансформаторов, фильтров (особенно канальных) и т.д.
Поэтому величина остаточного затухания на разных частотах различна.
Следовательно, имеется необходимость задать рекомендуемую АЧХ канала ТЧ с
тем, чтобы АЧИ з нем были не более допустимых, АЧИ отдельных простых
3
каналов в составном
канале суммируются.
Частотная характеристика остаточного затухания нормируется в
эффективно передаваемой полосе частот канала
(ЭППЧ), одновременно эта
характеристика
и определяет ее.
Нормы на частотную характеристику канала задаются в виде отклонения
между остаточным затуханием на данной частоте и остаточным затуханием на
частоте 800ГЦ:
Таблицы настроечных норм для конкретных систем передачи приводятся в
соответствующих технических описаниях, а эксплуатационные нормы приводятся
в специальном сборнике для полевых систем передачи или разрабатываются и
утверждаются для конкретных систем передачи и узлов связи в установленном
порядке.
Для удобства пользования на узлах связи по таблицам строятся графикишаблоны для различной структуры канала (количества простых каналов). Если
измеренная характеристика не выходит за пределы заштрихованной части, то
канал по данному параметру находимся в норме, Нижняя граница выбрана из
условия, чтобы при организации двухстороннего канала ни на одной из
передаваемых частот не могла возникнуть генерация, Ступенчатая верхняя
граница получена в результате исследований допустимых АЧИ при передаче по
каналу телефонных сигналов.
Схема измерений:
Измеритель
ный
генератор
индикатор
КТЧ
Г
z вых  600Ом
z вх  600Ом
Амплитудной характеристикой канала ТЧ называется зависимость его
остаточного затухания от уровня сигнала на входе канала, измеренного на
частоте 1020 (800) Гц, т. е. ar = j (рвх).
Номинальный уровень сигнала зависит от режима работы канала, поэтому
на практике амплитудную характеристику определяют как зависимость
относительного изменения остаточного затухания D ar от изменения уровня на
входе канала D рвх. По амплитудной характеристике можно судить о
динамическом диапазоне канала и косвенно – о его нелинейных искажениях. В
современных системах передачи на входах каналов ТЧ постоянно включены
ограничители амплитуд, препятствующие перегрузке линейного тракта при
случайных совпадениях пиковых напряжений отдельных каналов.
Нормы на амплитудную характеристику простого канала ТЧ без
ограничителя амплитуды с 4-проводным окончанием представлены на рис. 2.1:
при повышении уровня на входе канала на 7 дБ (0,8 Нп) остаточное затухание
может увеличиться (а усиление – уменьшиться) не более чем на 0,3 дБ (0,035 Нп).
Амплитудной характеристикой (АХ) канала называется зависимость его
остаточного затухания от уровня выходного сигнала. Номинальный уровень
сигнала зависит от режима работы канала, поэтому на практике АХ определяют
как зависимость относительного затухания ar от изменения уровня на входе
4
канала pвх . По АХ можно судить о динамическом диапазоне канала и косвенно –
о его нелинейных искажениях.
arA  arA  arН , дБ (15)
arA  pвх. А  рвых. А , дБ (16)
Нормы на амплитудную характеристику задаются на простой канал. При
повышении уровня на входе канала по отношению к номинальному на 3.5дБ
остаточное затухание должно оставаться постоянным с точностью 0.3дБ. Для
составного канала, включающего n простых каналов, нормы на все отклонения
амплитудной характеристики увеличиваются в n раз. 0.3дБ*2=0.6дБ.
Вывод: 0.8дБ>0.6дБ канал не удовлетворяет требованиям по амплитудной
характеристике.
При измерении АХ необходима высокая точность. Поэтому методы
разности уровней не подходят и в схеме измерений используют метод сравнения.
Для измерения используют магазины из комплекта П-323-ИКП.
Амплитудная характеристика
качественно характеризует нелинейные
искажения сигналов в канале ТЧ возникающие за счет перегрузки группового и
линейного оборудования систем передачи.
Нелинейные искажения в канале ТЧ незначительно влияют на передачу
речи, но заметно сказываются на качестве работы аппаратуры тонального
телегра-фирования. Аппаратура передачи данных менее критична к искажению
амплитудной характеристики.
Во избежание перегрузки канала ТЧ и групповых устройств в современной
аппаратуре многоканальной электросвязи с частотным разделением каналов на
входе каждого канала ТЧ включают специальные устройства ограничители
амплитуд.
В большинстве станционной и полевой аппаратуры прежних выпусков
ограничитель амплитуд включается только в 2ПР режиме канала ТЧ, а при 4
провод-ном окончании канала ОА отсутствует или выключается. В этом случае
линейность канала должна сохраняться при большом диапазоне
изменения
входного уровня сигнала.
ОА реализованы таким образом, что при уровнях на входе канала выша на
3,5 дБ от номинального вносимое ими затухание было мало, а выше значительно.
Уровень, начиная с которого ОА вносит в тракт передачи большое
затухание, называется пороговым. До порога ограничения АХ должна быть
линейной, т.е. остаточное затухание не должно изменятся при увеличении уровня
на входе канала. Отклонение АХ от постоянного значения на этом участке
объясняется главным образом нарушением режимов в узлах аппаратуры
5
канального преобразования (модуляторы, усилители тональной частоты) и
нарушением режимов работы групповых устройств(групповых модуляторов,
групповые и. линейные усилители). Это приводит к росту нелинейных искажений в
данном канале или во всех каналах при нарушении режимов в групповых
устройствах. При дальнейшем уровня на входе сказывается
ограничивающее
действие ограничителя амплитуд, и нелинейность АХ резко возрастает
Нормы на амплитудную характеристику задаются для простого канала:
• при повышении уровня на входе канала от номинального на 3.5 дБ
(0,4Нп) остаточное затухание может увеличиться (а усиление уменьшиться) не
более чем на
0,3 дБ (0,035 Нп);
• при повышении уровня на
входе
канала
по отношению к
номинальному на 10 дБ(1,15Нп) и 20 дБ(2,ЗНп) остаточное затухание должно
увеличиться не менее чем на 2 дБ (0,23 Нп) и 8 дБ (0,9 Нп) соответственно.
Все три нормируемые точки изменения
остаточного затухания показаны на
графиках. Для канала ТЧ без ОА нормируется только одна точка; при повышении уровня на входе канала относительно номинального на 7дБ (0,8 Нп) остаточное затухание может увеличиться (усиление уменьшиться) не более чем на 0,3
дБ (0,035 Нп).
Первая точка всех графиков АХ оценивает линейность канала, а
последние две точки графика характеризуют качество работы ОА.
Для составного канала, включающего n простых каналов, нормы на все
отклонения АХ увеличиваются в N раз.
Амплитудная характеристика остаточного затухания ( усиления) канала ТЧ
измеряется в 4 ПР тракте канала в обоих направлениях передачи на токе частоты
800 Гц с помощью 2 магазинов затухания, включенных на входе и выходе канала
(точки номинальных уровней -13 дБ и +4 дБ соответственно), измерительного
генератора и измерителя уровня. Измерение производится минимальной нагрузки
систем передачи в следующем порядке.
ГЕН.
Канал ТЧ
МЗ2
УУ
МЗ1
Схема измерения амплитудной характеристики канала ТЧ
Измерение псофометрической мощности (напряжение) шума в канале
Шумы являются одним из важных параметров, характеризующих качество
канала. Для передачи сигналов различных оконечных устройств требуется
обеспечить
необходимое
превышение
сигнала
относительно
шума
(защищенность сигнала от шума), поэтому при нормировании мощности,
напряжения или уровня шума всегда указываются эти значения для конкретной
точки относительного уровня сигнала в канале. Чаще указывают точку с нулевым
относительным уровнем или выход канала с относительным уровнем приема +4
дБ (+0,5 Нп).
При телефонной передаче мешающее действие отдельных составляющих
шума неодинаково, поэтому оценка шума производится взвешенными единицами
измерения, которые получили название псофометрических (псофометрическая
мощность, псофометрическое напряжение).
6
Псофометрическим (взвешенным) напряжением шума (Uшпс) на выходе
канала ТЧ называют действующее значение напряжения шума, измеренное с
учетом частотной зависимости чувствительности уха и телефона.
Для оценки влияния шума на качество передачи других видов информации
необходимо знать среднее значение невзвешенных уровня, напряжения или
мощности. Такие единицы называются интегральными.
Невзвешенным (интегральным) напряжением шума на выходе канала ТЧ
называют действующее значение напряжения шума в полосе канала 0,3–3,4 кГц.
Псофометрическое напряжение шума называется действительное
значение напряжение чистого тона с частотой 800Гц, мешающее воздействие
которого на ТЛФ передачу эквивалентно мешающему воздействию шума во всей
полос канала.
а) Норма на псофометрическую мощность шума для существующих
кабельных стационарных систем по рекомендации ВСЭ-Т(МККТТ):
(1)
Pш.доп0  3L  500(k  1)  300m, пВт 0
где L – протяженность канала в километрах;
k – число транзитов по ТЧ;
m – число транзитов по групповым трактам.
П-323
R=600
Канал ТЧ
ИШ
600
Ом
УНП-60
ОМ
Рис. 1 Схема измерения псофометрического шума канала ТЧ
Измерители шума позволяют измерить напряжение или уровень
напряжения. Измерения проводятся на выходе канала с 4-проводным окончанием,
в точке с относительным уровнем +4дБ (+0,5 Нп).
Измерение псофометрического шума в каналах ТЧ производиться
псофометром с 600 Ом входом и временем интеграции 200мс. В качестве
приборов используются псофометр УНП-60. Измерение уровня или напряжения
шума проводить прибором П-323ИШ. Уровень интегрального шума может быть
измерен и приборами П-321, СИУ-300.
2. Коэффициент нелинейных искажений канала тональной
частоты
Нелинейные искажения в канале ТЧ незначительно влияют на передачу
речи, но заметно сказываются на качестве работы аппаратуры тонального
телеграфирования. Аппаратура передачи данных менее критична к искажению
амплитудной характеристики.
Для оценки нелинейных искажений на линейном участке амплитудной
характеристики используется коэффициент нелинейных искажений (или
коэффициент гармоник) при номинальном уровне сигнала на входе канала.
Общий коэффициент гармоник определяется по формуле
КГ= (U 22 Г + U 23 Г + ..) / U1 Г 100 % (1)
где U1r,U2r,U3r... - амплитуды первой, второй, третьей и т. д. гармоник
передаваемого сигнала на выходе канала;
U1г = Uвых –амплитуда передаваемого сигнала на выходе канала.
В целях обеспечения более устойчивой работы аппаратуры и
каналов тонального телеграфирования в канале ТЧ оценивается не только
общий коэффициент нелинейных искажений, но и величина коэффициента
третьей гармоники, который определяется по формуле :
7
К3г=U3г / U1г 100%
(2)
Нормирование
Коэффициенты гармоник нормируются при номинальном уровне на входе
канала сигнала частотой 800 Гц. В зависимости от числа каскадно соединенных
простых каналов общий коэффициент гармоник должен быть не более 1,5 √ n %,
а коэффициент третьей гармоники - не более 1.1√ n %.
Ген
Пер
Канал ТЧ
f=800Гц
Р=1,5Нп
Пр
Z=600
ОМ
Пр
Прибор
С4-48
Прибор
СИУ-300
Пер
Рис. 2 Схема измерения коэффициента нелинейных искажении в
канале ТЧ
Защищенность каналов ТЧ
Определение: Защищенностью между направлениями передачи и приема
называется разность уровней сигнала и внятной помехи на выходе канала,
обусловленного сигналом, передаваемым в обратном направлении этого же
канала.
Причинами влияния одного направления канала на обратное являются
монтажные переходы в аппаратуре, а для однокабельных систем передачи
основной причиной таких помех является переходное влияние на ближнем конце
кабельных усилительных участков.
При использовании канала для телефонной передачи переход энергии с
передачи на прием своего же канала проявляется в виде местного эффекта и
даже относительно сильное влияние не ухудшает качество телефонной связи.
При использовании канала для передачи данных, тонального телеграфирования и
других типов оконечной аппаратуры, у которых передаваемые в разных
направлениях канала сигналы являются независимыми, переход энергии с
передачи на прием оказывает влияние на качество приема сигналов этих видов
связи.
1. Защищенность между различными направлениями передачи
Защищенностью между различными направлениями передачи называется
разность уровней сигнала и внятной помехи на выходе канала, обусловленной
сигналом, передаваемым в обратном направлении этого же канала.
a з  pвых.ном  pn , дБ (13)
Норма защищенности для ВСС(ЕАСС) рассчитывается по формуле:
L
a зL  52  10 lg ном , дБ (14)
L
где L –протяженность составного канала; Lном – номинальная протяженность
2500км.
Расчет защищенности между направлениями передачи и приема:
По формуле (13) a з  7  (30)  24, дБ
2500
 51.4, дБ
Далее по формуле a зL  52  10 lg
7500
8
Вывод: данный канал не удовлетворяет требованиям по защищенности между
направлениями передачи и приема 24<51.4
Защищенность измеряется в режиме 4 Пр Ок канала. Вход подверженного
влиянию канала и выход влияющего канала нагружаются на 600 Ом. На выход
влияющего канала подается сигнал с частотой 800Гц и уровнем –13дБ(-1.5Нп). На
входе подверженного влиянию канала селективным указателем уровня (П-322)
измеряется внятная помеха.
Нормирование:
Защищенность между направлениями передачи и приема канала
стационарных и 2-кабельных полевых систем протяженностью Lo=2500 км должна
быть для современных систем передачи не менее 52 дБ (6,0Нп).
В однополосных однокабельных стационарных и полевых системах передачи защищенность нормируются для дальности связи Lo=1000 км. Она должна
быть не менее 35 дБ (4Нп), а эксплуатационная норма - не менее 26 дБ (3,0Нп).
При других дальностях связи (L, км) указанные нормы защищенности
увеличиваются на величину
10 lg L0 / L, дБ,
½ ln L0 / L, Нп
Настроечные нормы для конкретных полевых систем передачи следует
брать из соответствующих описаний, а эксплуатационные нормы - из
специального сборника.
Измерение и оценка:
Измерение защищенности между направлениями передачи и приема в
канале ТЧ производится с использованием измерительного генератора ИГ и
селективного (избирательного) измерителя уровня СИУ. Для измерения может
быть использован любой анализатор спектра, например С4-48, приборы П-322
(СИУ-300), П-326.
Измерение производят в обоих направлениях передачи 4-проводного
канала ТЧ в часы минимальной нагрузки системы передачи.
Схема измерения защищенности от внятных переходных помех между каналами
ТЧ
9
5. Вычислить защищенность между направлениями передачи и приема по
формуле:
Aз =Pc – Pп.п
где Рс - номинальный относительный уровень сигнала на выходе канала,
равный плюс 4 дБ (+ 0,5Нп)
Рп.п - уровень внятной переходной помехи на частоте 800 Гц.
6. Вычисленную величину защищенности сравнить с нормой. Канал
считается в норме, если измеренное значение по величине равно или больше
нормированного.
Аналогично проводится измерение в обратном направлении (на
противоположном конце канала ТЧ).
2. Защищенность от внятных переходных помех между каналами
Внятной называется помеха, частота которой в подверженном влиянию
канале равна частоте сигнала во влияющем канале. Внятные помехи могут быть
между одноименными каналами систем передачи, работающих по параллельным
цепям проводных линий, за счет взаимных влияний между цепями, а также между
разными каналами одной и той же системы передачи за счет нелинейных
взаимодействий сигналов в групповых трактах.
Внятные переходные помехи наиболее опасные при телефонной
передаче, так как они проявляются в виде прослушивания посторонних разговоров и тем самым отвлекают внимание слушающего от разговора своего
собеседника и нарушают скрытность переговоров.
Защищенностью о внятной помехи называется разность между уровнями
сигнала и внятной помехи на выходе канала.
Нормирование
Защищенность от внятных переходных помех между одноименными
каналами параллельно работающих стационарных систем передачи кабельных
линий протяженностью 2500 км должна быть не менее 58 дБ (6,7Нп) для 90%
комбинаций каналов.
Для 2-кабельной системы передачи П-300/302 эти же нормы должны
выполняться в каналах протяженностью 850 км. Для каналов парал-лельных
цепей цветных воздушных линий протяженностью 2000 км защищенность должна
быть не менее 50 дБ (5,8Нп).
Защищенность от внятных помех между разными каналами одной
системы передачи при дальности связи 2500 км должна быть не менее 70 дБ (в
Нп) для 90% комбинаций каналов и не менее 65 дБ (7,5Нп) для всех комбинаций
каналов.
Если параллельный пробег каналов составляет L км, то норма
защищенности во всех случаях увеличивается на величину:
10 lg L0 / L, дБ,
½ ln L0 / L, Нп
Надстроечные нормы для конкретных полевых систем передачи следует
брать из соответствующих описаний.
3. Защищенность сигнала в канале тональной частоты от помех
за счет источников питания.
Определение: Помехи за счет источников питания появляются вследствие
паразитной модуляции сигнала из-за пульсации в цепях питания аппаратуры,
поскольку напряжения для питания активных узлов аппаратуры получаются, как
правило, путем выпрямления переменного тока промышленной частоты 50 Гц,
реже частоты 400 Гц.
10
При паразитной модуляции вокруг сигнала появляются несколько пар
боковых колебаний, отстающих от полезного сигнала на 50, 100 Гц и т.д. (или 400,
800 Гц и т.д.).
Защищенностью называется разность между уровнем сигнала и уровнем
продуктов паразитной модуляции на выходе канала.
Помехи от продуктов паразитной модуляции вызывает значительное
влияние на качество каналов тонального телеграфирования и передачи
дискретных сигналов.
Нормирование
В каналах ТЧ нормируется защищенность от первой и второй пар боковых
колебаний, т.е. помех вида 50 Гц, 100 Гц при питании аппаратуры переменным
током частотой 50 Гц или 400 Гц, 800 Гц, при питании аппаратуры переменным
током частотой 400 Гц (здесь - частота передаваемого сигнала). По нормам ЕАСС
при протяженности канала ТЧ 12500 км (с максимальным числом транзитов по ТЧ
и ВЧ, равным 49) защищенность от продуктов паразитной модуляции,
возникающих из-за пульсаций в цепях питания, при номинальном относительном
уровне передачи должна быть не менее 50 дБ (5,8Нп) для каждого из продуктов,
отличающихся по частоте от полезного сигнала на 50 и 100 Гц. Для простого
канала протяженностью 2500 км величина защищенности должна быть не менее
дБ (6,5Нп).
1. Основные технические характеристики радиоканала.
Как уже отмечалось, под каналом связи можно понимать любую часть
тракта радиосвязи, в которой проходит сигнал. Поэтому условимся в дальнейшем
входом канала связи считать входные зажимы каналообразующей аппаратуры. В
рассматриваемом случае входом канала радиосвязи будут входные зажимы
модулятора (манипулятора) передатчика, а выходом канала - выходные зажимы
радиоприемника.
Как известно на качество канала радиосвязи влияет большое число
различных дестабилизирующих его параметры факторов. К этим факторам
следует отнести в первую очередь влияние среды распространения радиоволн, а
также различные внешние воздействия окружающей среды, приводящие к
непостоянству параметров канала связи.
К внешним воздействиям относятся изменение температуры окружающей
среды, механические воздействия на каналообразующую аппаратуру, влияние
изменения влажности воздуха, влияние посторонних акустических и
электрических помех и т. д. для радиосвязи решающее значение приобретает
_влияние изменений условий распростра-нения радиоволн (например, замирания
радиосигнала при связи на коротких волнах), а также воздействие помех от других
радиостанций.
Весь этот большой комплекс причин в различной степени влияет на
качество канала связи, причем различные дестабилизирующие факторы поразному влияют на качество канала связи в зависимости от конкретных образцов
используемой оконечной аппаратуры. Это приводит к тому, что если для
оконечной аппаратуры одного типа канал можно считать приемлемым, то для
оконечной аппаратуры другого типа он может оказаться непригодным.
По этой причине для различных каналов связи в зависимости от типа
оконечной аппаратуры, которая с ним сопрягается, должны быть установлены
свои должен создаваться под конкретный образ оконечной аппаратуры.
При
использовании различной оконечной аппаратуры потребуется большое число
каналов связи с различными параметрами, что экономически невыгодно и
11
практически нецелесообразно.
Поэтому технические характеристики канала связи должны быть такими,
чтобы канал сопрягался по возможности с большим числом типов оконечной
аппаратуры, т.е. нормы на технические характеристики канала должны быть
обобщенными для некоторой группы оконечной аппаратуры. Это, с одной
стороны, повышает требования к такому унифицированному каналу, а с другой делает его более универсальным и облегчает эксплуатацию.
Например, для целого ряда оконечной аппаратуры, работающей по
нормализованному телефонному каналу, приходится учитывать следующие
технические характеристики канала связи:
- эффективно пропускаемую полосу частот ЭПП Ч;
- неравномерность амплитудно-частотной характеристики АЧХ;
- линейность амплитудной характеристики;
- нелинейные искажения в канале;
- неравномерность характеристики времени замедления;
- паразитную частотную и фазовую модуляцию;'
- соотношение сигнал/ помеха на выходе канала;
- расхождение несущих частот (асинхронизм частот);
- допустимое изменение уровня сигнала на выходе приемника;
- уровень модулирующего напряжения на входе передатчика;
- согласование входных и выходных цепей по сопротивлениям;
- постоянство параметров канала связи во времени.
Для телеграфных каналов радиосвязи наряду с рассмотренными выше
параметрами канала характерными являются и такие параметры, как:
- допустимая скорость телеграфирования в канале;
- допустимое отношение сигнал/ помеха на выходе канала;
- допустимое время кратковременных перерывов и ряд других.
Нормы на технические характеристики телеграфных каналов так же, как для
телефонных каналов, обычно обобщаются для некоторрй группы оконечной
аппаратуры.
Оценивая каналы радиосвязи с точки зрения удовлетворения
перечисленным выше требованиям, необходимо учитывать их специфические
особенности по сравнению с проводными и радиорелейными каналами связи. Эти
особенности заключается в следующем.
Параметры проводных и радиорелейных каналов относительно стабильны
во времени, что в отношении радиоканала сказать нельзя. Для радиоканала
следует рассматривать два случая: когда связь осуществляется земным лучом и
когда связь осуществляется с помощью пространственного луча.
Если радиоканал образован для связи земным лучом, то некоторые
параметры его достаточно стабильны во времени, поэтому качество канала
частично/характеризоваться теми же параметрами, какие имеют проводные и
радиорелейные каналы связи. Однако и в этом случае в отличие от проводных
каналов связи необходимо учитывать влияние помех от других радиостанций.
При связи пространственным лучом существенное влияние на радиоканал
оказывает среда, в которой распространяется сигнал. Вследствие специфических
свойств среды параметры радиоканала становятся существенно нестабильными.
Это приводит к тому, что понятие частотной, амплитудной и фазовой
характеристик такого канала приобретает другой смысл.
Действительно, многолучевость распространения коротких волн
приводит к общим и селективным замираниям сигнала, число которых в минуту
доходит до 10-20дб. Глубина общих замираний может составлять 10-20дб. При
селективных замираниях сигналы отстоящие на 500-700гц друг от друга, замирают
12
практически независимо. Все это резко ухудшает качество радиоканала.
Так, например, амплитудно-частотная характеристика каналообразующей
аппаратуры для удовлетворения требований со стороны оконечной аппаратуры
должна быть достаточно равномерной в полосе частот радиосигнала.
Неравномерность амплитудно-частотной характеристики собственно телефонного
канала на краях полосы пропускания обычно не должна превышать 3-6дб.
Однако вследствие селективных замираний результирующая существенно
отлична от равномерной. Более того: из-за случайного характера селективных
замираний практически не удается ввести коррекцию этой характеристики.
В результате нелинейные искажения AM сигналов при селективных
замираниях резко возрастают. Это обстоятельство, а также воздействие на
коротковолновый канал помех приводит к резкой нестабильности параметров
радиоканала. В итоге качество радиоканала будет определяться как состоянием
каналообразующей аппаратуры (передатчика, приемника), так и средой
распространения. Поэтому канал должен нормироваться в целом. Качество самой
каналообразующей аппаратуры, ее параметры оцениваются по тем же
техническим характеристикам, по которым проверяются каналы проводных и
радиорелейных линий связи и по некоторым дополнительным характеристикам,
специфическим
для
радиоаппаратуры
(мощность
передатчика, чувствительность приемника и т.д.).
Для исключения влияния среды распространения проверку параметров
радиоканала проводят, прежде всего, на сближенных расстояниях, когда
отношение сигнал/помеха достаточно велико. Такая проверка является
достаточно полной характеристикой радиоканала при работе земной волной.
При связи пространственной волной задача оценки радиоканала, как
отмечалось выше, сильно усложняется. В этом случае влияние среды
распространения и помех от других радиостанций делает невозможным
получение тех технических характеристик, которые легко можно было получить в
первом случае.
При проверке реального радиоканала с учетом среды распространения
наилучшим методом является объективный контроль качества принимаемой
информации (по установленным критериям). Однако такой метод требует
специальной измерительной аппаратуры и относительно большого времени для
испытания канала.
Поэтому на практике находят применение косвенные методы оценки
качества канала. Сюда относится в первую очередь оценка канала по отношению
сигнал/помеха на выходе приемника. Основываясь на статистическом материале,
по такой оценке качества канала можно установить граничное (допустимое)
соотношение сигнала и помехи, при котором вероятность соответствующего
качества связи будет не меньше заданной.
13