Класифікація каналів передачі і каналів електрозв'язку
Канали передачі, їх класифікація та основні характеристики
Каналом передачі прийнято називати сукупність технічних засобів і середовища поширення, що забезпечує передачу сигналів електрозв'язку в определ ?? енной смуг ?? е частот або з определ ?? енной швидкістю передачі між кінцевими або проміжними пунктами тел ?? екоммунікаціонних мереж.
Канали передачі класифікуються:
- по виду переданих сигналів: аналогові, дискретні та цифрові. Цифрові поділяються на канали передачі на основі імпульсно-кодової модуляції (ІКМ). диференціальної імпульсно-кодової модуляції (ДІКМ) і дельта - модуляції (ДМ);
- виходячи з ширини смуги частот, в якій передається сигнал електрозв'язку розрізняють канал тональної частоти (КТЧ), первинний широкосмуговий канал (ПШК), вторинний широкосмуговий канал (ВШК), третинний широкосмуговий канал (ТШК, четверичной широкосмуговий канал (ЧШК);
- виходячи з швидкості передачі сигналів електрозв'язку цифрові канали передачі поділяються на основний цифровий канал (ОЦК), первинний цифровий канал (ПЦК), вторинний цифровий канал (ВЦК), третинний цифровий канал (ТЦК), четверичной цифровий канал (ЧЦК);
- по виду середовища поширення сигналу електрозв'язку розрізняють провідні канали передачі, організовані по повітряних лініях зв'язку (ПЛЗ), кабельних лініях (КЛС) (симетричного і коаксіальногокабелю) і волоконно-оптичних ліній (ВОЛЗ), канали радіозв'язку, організовані по радіоре ?? ейним і супутникових лініях зв'язку;
- щодо відповідності параметрів каналів передачі встановленим нормам розрізняють типовий канал тональної частоти, типовий канал звукового мовлення, типовий канал передачі сигналів зображення і звукового супроводу тел ?? евіденія, типові широкосмугові і цифрові канали передачі.
Каналом електрозв'язку прийнято називати комплекс технічних засобів і середовища поширення, що забезпечує передачу сигналів електрозв'язку від перетворювача повідомлень в первинний сигнал до перетворювача первинного сигналу в повідомлення.
Додаткові елементи класифікації каналів електрозв'язку:
- по виду переданих первинних сигналів електрозв'язку або повідомлень розрізняють: тел ?? Ефона канали, канали звукового мовлення, тел ?? евізійної канали, тел ?? еграфние канали та канали передачі даних;
- за способами організації двостороннього зв'язку розрізняють двопровідний односмуговий канал, двопровідний двосмуговий канал; чотирьохпровідний односторонній канал;
- за територіальною ознакою розрізняють міжнародні канали електрозв'язку, міжміські канали електрозв'язку, магістральні, зонові і місцеві канали електрозв'язку.
Характеристики каналів передачі прийнято погоджувати з відповідними параметрами первинних сигналів.
Канал може характеризуватися такими параметрами:
- часом заняття TК,
- пропускною здатністю # 8710; FК,
- динамічним діапазоном, дБ (3.1),
-захищеністю, дБ (3.3),
- пропускною спроможністю Ік = 3,32 # 8710; Fк lg (1 +), біт / с (3.4).
Варто сказати, що для неспотвореної передачі вкрай важливо виконання наступних нерівностей:
Остання нерівність є абсолютним.
Канал передачі, як сукупність технічних засобів і середовища поширення електричного сигналу, являє каскадне з'єдн ?? ення різних чотириполюсників, що здійснюють фільтрацію, перетворення, посилення і корекцію сигналів. Отже, канал можна уявити еквівалентним чотириполюсником, параметри і характеристики якого визначають якість передачі сигналів, рис. 3.1.
На рис. 3.1 прийняті наступні позначення: 1-1 і 2-2 - вхідні і вихідні затискачі відповідно; Iвх (jw) і Iвих (jw) - комплексні вхідний і вихідний струми; Uвх (jw) і U вих (jw) - комплексні вхідний і вихідний напруги; Zвх (jw) і Zвих (jw) - комплексні вхідний і вихідний опору (як правило, величини чисто активні і рівні, ᴛ.ᴇ. Zвх = Rвх = Zвих = Rвих); K (jw) = U вих (jw) / Uвх (jw) = К (w) × е jb (w) - комплексний коефіцієнт передачі по напрузі, К (w) - модуль коефіцієнта передачі і b (w) - фазовий зсув між вхідним і вихідними сигналами; якщо береться відношення вихідного струму до вхідного, то говорять про коефіцієнт передачі по току; Uвх (t), U вих (t) - миттєві значення напруги вхідного і вихідного сигналів. РВЧ і Рвих - вхідний і вихідний рівні напруги або потужності сигналів.
Канали передачі працюють між реальними навантаженнями Zн1 (jw) і Zн2 (jw), що підключаються відповідно до затискачів 1-1 і 2-2.
Властивості каналів і їх відповідності вимогам до якості передачі повідомлень визначається рядом параметрів і характеристик.
Першим і одним з базових параметрів каналів є залишкове затуханіеАr. під яким прийнято розуміти робоче затухання каналу, виміряний або розраховане в умовах підключення до затискачів 1-1 і 2-2 (рис.3.1) активних опорів, відповідних номінальних значень Rвх і Rвих відповідно. Вхідні і вихідні опору окремих пристроїв каналу передачі досить добре узгоджуються між собою. При цьому умови робоче затухання каналу можна вважати рівним сумі характеристичних (власних) затуханий окремих пристроїв, не враховуючи відображень. Тоді залишкове загасання каналу повинна бути определ ?? ено за формулою
де РВХ і рвич - кількість особового складу на вході і виході каналу (див. рис. 1); Ar - загасання i- го і Sj - посилення j- го чотириполюсників, що становлять канал передачі.
Це означає, що залишкове загасання (ОЗ) каналу являє собою алгебраїчну суму затуханий і підсилень і зручна при розрахунках Аr. коли відомі загасання підсилювальних ділянок і посилення підсилювача ?? їй. ОЗ вимірюється на определ ?? енной для кожного каналу вимірювальної частоті .У процесі експлуатації ОЗ каналу не залишається величиною постійною, а відхиляється від номінального під впливом різних дестабілізуючих факторів. Ці зміни ОЗ називаються нестабільністю. яка оцінюється по максимальному і середньоквадратичного значень відхилень від номінального або величиною їх дісперсіі.Остаточное загасання каналу ув'язується з його пропускною здатністю. Смуга частот каналу, в межах якої залишкове загасання відрізняється від номінального не більше, ніж на деяку величину DAr. прийнято називати е Ффективность переданої смугою частот (ЕППЧ). В межах ЕППЧ нормуються допустимі відхилення ОЗ DAr від номінального значення. Найбільш поширеним способом нормування є використання "шаблонів" допустимих відхилень ОЗ Зразковий вид такого шаблону наведено на рис.3.2.
загасання каналу передачі
На рис.3.2 прийняті наступні позначення f0 - частота͵ на якій визначається номінальне значення ОЗ; fн. fв - нижня і верхня граничні частоти ЕППЧ; 1,2 - межі допустимих відхилень ОЗ; 3 - вид вимірюваної частотної характеристики ОЗ. Відхилення ОЗ від номінального визначаються за формулою
, (3. 2) де f - поточна частота. f0- частота определ ?? ення номінального значення ОЗ.
З поняттям ЕППЧ тісно пов'язана амплітудно-частотна характеристика - АЧХ (або просто частотна характеристика) каналу, під якою прийнято розуміти залежність залишкового загасання від частоти Аr = jч (f) при постійному рівні на вході каналу, ᴛ.ᴇ. РВХ = const. Ця характеристика оцінює амплітудно-частотні (просто частотні) спотворення, що вносяться каналом за рахунок залежності його ОЗ від частоти. Допустимі спотворення визначаються шаблоном відхилень ОЗ в межах ЕППЧ. Зразковий вид АЧХ каналу показаний на рис. 3.3.
Для передачі ряду сигналів електрозв'язку важливою є фазо-частотна характреристики -ФЧХ (просто фазова характеристика) каналу, під якою прийнято розуміти залежність фазового зсуву між вихідним і вхідним сигналами від частоти, ᴛ.ᴇ. b = Jф (f). Загальний вигляд фазової характеристики каналу наведено на рис. 3.4 (лінія 1).
У середній частині ЕППЧ зазначена характерстікі близька до лин ?? єйної, а на її кордонах спостерігається помітна Нелін ?? ейность, обумовлена фільтрами, що входять до складу каналу передачі. У зв'язку з тим, що безпосереднє вимірювання фазового зсуву, що вноситься каналом, важко для оцінки фазових спотворень розглядають частотну характеристику групового часу проходження - ГВП (або уповільнення - ГВЗ)
t (w) = db (w) / dw. (3.3) де b (w) - фазо-частотна характеристика. Зразковий вид частотної характеристики ГВП показаний на рис.3.4 (лінія 2).
Частотні характеристики залишкового загасання, фазового зсуву або групового часу проходження визначають лин ?? ейние спотворення. вносяться каналами передачі при проходженні по ним сигналів електрозв'язку.
Залежність потужності, напруги, струму або їх рівнів на виході каналу від потужності, напруги, струму або їх рівнів на вході каналу прийнято називати амплітудної характеристикою - АХ. Під АХ каналу прийнято розуміти також залежність залишкового загасання каналу від рівня сигналу на його вході, ᴛ.ᴇ. Ar = jа (РВХ), виміряна при деякій обумовленої постійної частоті вимірювального сигналу на вході каналу, ᴛ.ᴇ. fізм = const.
Амплітудна характеристика каналу повинна бути представлена різними залежностями, рис. 3.5: U вих = Jн (Uвх) (рис.3.5, лінії 1 і 2), Аr = JА (РВХ) (рис. 3.5б, лінія 1), РВХ = Jр (вих) (рис. 3.5б, лінії 2 і 3), де прийняті наступні позначення: Uвх, U вих - напруги сигналу на вході і виході каналу відповідно; РВХ. Рвих - рівні (напруги, потужності) сигналів на вході і виході каналу відповідно; Ar - залишкове загасання каналу передачі.
З розгляду графіків, представлених на рис. 3.5 видно, що АХ має три ділянки: 1) Нелін ?? ейний ділянку при малих значення напруги або рівнів сигналу на вході каналу; Нелін ?? ейность АХ при цьому пояснюється сумірністю напруги або рівня сигналу з шумами самого каналу; 2) лин ?? ейний ділянку при значеннях напруги або рівня вхідного сигналу, для якого характерна пряма пропорційна
залежність між напругою (рівнем) сигналу на вході каналу і напругою (рівнем) сигналу на виході каналу; 3) ділянка з значною Нелін ?? ейностью при значеннях вхідної напруги (рівня) сигналу, вищими від максимальних Uмакс (рмакс), для яких характерна поява Нелін ?? ейних спотворень. У разі якщо кут нахилу прямої, що відповідає лин ?? ейному ділянці АХ, дорівнює 45 0. то напруга (рівень) сигналу на виході каналу рівні напрузі (рівню) на його вході; якщо кут нахилу менше 45 0. то в каналі має місце згасання, а якщо кут нахилу більше 45 0. то в каналі має місце згасання. У разі якщо Ar> 0, то канал вносить загасання (ослаблення), в разі якщо Ar <0, то канал передачи вносит остаточное усиление.
Незначна Нелін ?? ейность АХ при малих значеннях вхідної напруги або рівня сигналу не впливає на якість передачі і нею можна знехтувати. Нелін ?? ейность АХ при значних значеннях напруги або рівня вхідного сигналу, що виходять за межі лин ?? ейного ділянки АХ, характеризується появою Нелін ?? ейних спотворень, які проявляються у виникненні гармонік або комбінаційних частот вхідного сигналу. За АХ можна лише приблизно оцінити величину Нелін ?? ейних спотворень. Більш точно величина Нелін ?? ейних спотворень в каналах оцінюється коефіцієнтом Нелін ?? ейних спотворень або загасанням Нелін ?? ейності
або, (3.4) де U1г - діюче значення напруги першої (основної) гармоніки вимірювального сигналу; U2г. U3г і т.д.- діючі значення напруг другий, третій і т.д. гармонік сигналу, що виникли через Нелін ?? ейності АХ каналу передачі.
Разом з тим, в техніці багатоканальних тел ?? екоммунікаціонних систем передачі широко користуються поняттям загасання Нелін ?? ейності по гармоникам
Цифрові канали характеризуються швидкістю передачі, а якість передачі сигналів оцінюється коефіцієнтом помилки. під яким прийнято розуміти відношення числа елементів цифрового сигналу, прийнятих з помилками до загальної кількості елементів сигналу, переданих протягом часу вимірювання
Кош = Nош / N = Nош / ОТ. (3.6) де Nош - число помилково прийнятих елементів; N - загальне число переданих елементів; В - швидкість передачі в бодах; Т - час вимірювання (спостереження).
Тел ?? екоммунікаціонние системи повинні бути побудовані таким чином, щоб канали мали определ ?? енной універсальністю і були б придатні для передачі різного виду повідомлень. Таким властивостями володіють типові канали. параметри і характеристики яких нормовані. Типові канали бувають простими, ᴛ.ᴇ. тривка через обладнання транзіта͵і складовими. ᴛ.ᴇ. що проходять через обладнання транзиту.
Читайте також
Класифікація каналів передачі і каналів електрозв'язку Канали передачі, їх класифікація та основні характеристики Каналом передачі називається сукупність технічних засобів і середовища поширення, що забезпечує передачу сигналів. [Читати далі].