.

Основные параметры дискретных и аналоговых каналов.

В многоканальных системах передачи мерой емкости служит канал тональной частоты (КТЧ). Канал ТЧ - совокупность средств связи и среды распространения, обеспечивающие передачу сигнала в полосе частот: 0,3 - 3,4 кГц с уровнем передачи - 1,5 Нп (- 13 дБ) и уровнем шума +0,5 Нп (+ 4 дБ) на нагрузку 600 Ом. Для всех каналов, организованных в различных системах связи устанавливается перечень технических характеристик, позволяющих объективно оценить качество связи.

Основными характеристиками являются:

  • остаточное затухание (ОЗ);

  • частотная характеристика остаточного затухания (ЧХОЗ);

  • шумовая защищенность

  • фазовая характеристика

  • амплитудная характеристика

  • коэффициент нелинейных искажений

На практике в первую очередь измерения подвергаются три первых параметра, как наиболее часто выходящие за допустимые нормы. ОЗ КТЧ - называют разность между уровнями сигнала частотой 800 Гц на входе и выходе канала при условии:  ,где pпер и рпр - абсолютные уровни сигнала на входе и выходе КТЧ соответственно. Физическая сущность названия “остаточного затухания” видна из другого определения:

Остаточное затухание - это разность между суммой всех затуханий и суммой всех усилений в канале при условии согласованного включения всех его элементов: аi - затухание1ого элемента канала;  sj - усиление 2ого усилителя в канале. Если первая сумма больше второй, то в канале произошло затухание (уменьшение уровня) сигнала, если же наоборот, вторая сумма больше, то остаточное затухание будет отрицательным, значит, в канале произошло усиление сигнала. Остаточное затухание считается в норме, если его значение равно номинальному с точностью ± 0,06 Нп (± 0,5 дБ). Остаточное затухание является одним из основных параметров, обеспечивающих качество передачи сигналов. Снижение уровня принимаемого сигнала ухудшает слышимость телефонной передачи, может вызвать ошибки в приеме сигналов тонального телеграфа, передачи данных, а при значительных снижениях уровня прием дискретной информации не возможен. Частотной характеристикой (ЧХ) ОЗ называется зависимость его от частоты аr = j (f) , при рвх=const. Этот параметр определяет амплитудно-частотные искажения сигнала, передаваемого по каналу. Они обусловлены главным образом количеством и качеством полосовых фильтров в аппаратуре канального преобразования. Амплитудно - частотные искажения в канале отрицательно сказываются на качестве передачи сигналов любого вида связи, но особенно влияют на передачу дискретной информации. Частотная характеристика ОЗ нормируется в эффективно передаваемой полосе частот (ЭППЧ) канала. ЭППЧ - это такая полоса частот канала, в пределах которой при максимальной дальности связи остаточное затухание превышает свое значение на частоте 800 Гц не более чем на 1 Нп (8,7 дБ). Нормы на частотную характеристику канала задаются в виде зависимости D аr = j (f) т.е. отклонения между остаточным затуханием на данной частоте и остаточным затуханием на частоте 800 Гц. Если измеренная характеристика не выходит за пределы заштрихованной части, то канал по данному параметру находится в норме. Шумовая защищенность КТЧ позволяет оценить уровень шума в канале и определить соотношение сигнал/шум. Шумы являются основной причиной, которая отрицательно сказывается на качестве передачи любых видов информации. При телефонной передаче мешающее действие отдельных частотных составляющих шума неодинаково, поэтому оценка шума проводится взвешенными единицами измерения, которые получили название псофометрических (взвешенных). Псофометрическим (взвешенным) напряжением (мощностью) шума называется такое действующее значение напряжения (мощности) чистого тока с частотой 800 Гц, мешающее действие которого на телефонную передачу такое же , как и шума во всей полосе канала. Для оценки влияния шума на качество передачи других видов информации необходимо знать среднее значение напряжения (мощности) шума. Такие шумы получили название интегральные (невзвешенные). Интегральным (невзвешенным) напряжением (мощностью) шума на выходе канала называют действующее значение напряжения (мощности) шума в полосе канала. Взвешенные и невзвешенные шумы в КТЧ взаимосвязаны следующим образом где:  k - коэффициент 0,75; Uд - действующее (невзвешенное) значение напряжения шума;  Рд - действующее (невзвешенное) значение мощности шума. Остальные параметры КТЧ рассматривать не будем. В цифровых системах передачи емкостью служит дискретный (цифровой) канал.

Основными характеристиками, позволяющими оценить дискретный канал, являются:

  • номинальная скорость передачи (приема) сигнала
  • параметры стыка;
  • достоверность передачи информации;
  • краевые искажения.

Номинальная скорость передачи (приема) сигнала определяется как: где t - длительность первичных информационных импульсов  Скорость передачи дискретных сигналов в общем случае ограничивается шириной полосы частот, пропускаемых каналом связи. Например, КТЧ с полосой 0,3 - 3,4 кГц допускает передачу дискретных сигналов по ним со скоростью 1200 Бод.

По скорости передачи (пропускной способности) дискретные каналы делятся на:

  • низкоскоростные (50 - 200 Бод);
  • среднескоростные (600 - 9600 Бод)
  • высокоскоростные более 9600 Бод.

Дискретные каналы могут быть:

  • “прозрачные” (кодонезависимые);
  • “непрозрачные” (кодозависимые).

По “прозрачным” каналам дискретные сигналы могут передаваться любым кодом и с любой скоростью передачи. Скорость передачи ограничивается пропускной способностью канала. По “непрозрачным” каналам передаются сигналы определенного кода (вида) с определенной скоростью.

По точности соблюдения скоростей передачи дискретные каналы подразделяются на:

  • асинхронные
  • синхронные.

Асинхронные потоки поступают от различных абонентов, даже если скорости абонентских потоков одинаковы по номиналу, всегда имеется неточность частоты опорных генераторов, следовательно, такие потоки не являются синхронными относительно друг друга. Относительное изменение скорости по асинхронному каналу от номинального значения допускается  0.0001 (10 в степени (-4)) . Синхронные каналы - это такие каналы у которых скорость передачи жестко связана с тактовой частотой цифровой системы передачи. Параметры стыка (с сопряженными устройствами или соединительной линией)

К параметрам стыка относятся:

  • входное и выходное сопротивление
  • форма импульсной последовательности;
  • амплитуда импульсов.

Достоверность передачи информации - оценивается коэффициентом ошибок: Nош - число зарегистрированных ошибок; В - скорость передачи, Бод;  Т - время измерения, сек. В практике измерений используют следующее выражение для коэффициента ошибок:  Nош - число зарегистрированных ошибок; N - общее число переданных импульсов.

На величину Кош в основном влияют:

  • величина и частота импульсных помех;
  • глубина и частость кратковременных изменений уровня сигнала;
  • скачкообразное изменение фазы передаваемого сигнала;
  • пульсации в цепях питания.

Краевые искажения - искажения, выражающиеся в изменении длительности его значащего интервала времени по сравнению с длительностью идеального значащего интервала этого сигнала. Оборудование дискретного канала вносит различного вида искажения. Совокупность этих искажений называется собственными краевыми искажениями. Они делятся на три вида:

  • случайные - величина их изменяется во времени по случайному закону;
  • характеристические - обусловлены переходными процессами в канале передачи и устройстве преобразования;
  • типа “преобладание” - возникающие вследствие асимметрии устройств преобразования.