Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Лекция 5
Шумы в линии передачи. Расчёт длины усилительного участка.
Из всего многообразия шумов, действующих в линиях передачи, основное внимание должно быть уделено собственным тепловым шумам, нелинейным шумам и шумам линейных переходов. По своему действию они создают так называемые совпадающие и несовпадающие помехи.
Совпадающие помехи в ТЛФ тракте создают внятные переходные разговоры. Эти переходные разговоры порождаются за счёт линейных переходов на передающем и приёмном концах усилительных участков за счёт конечной балансировки развязывающих устройств, по цепям питания и за счёт электромагнитных наводок внутри кабеля от соседних проводников. Внятные переходные помехи психологически очень мешают. На них норма по защищённости не менее 60 дБ.
Несовпадающие помехи – 50 дБ-защищённость. Наибольшее значение уровней помех при полной загрузке тракта.
Допустимые соотношения: РСОВП : РНЕСОВ : РЛИН.ПЕР = 1 : 1 : 2 – для симм. кабеля
1 : 1 Х – для коакс.
При расчёте шумовых характеристик линий передач в качестве нормированного эталона используют характеристики эквивалентной гипотетической цепи (ЭГЦ). Для ЭГЦ эти параметры записаны в нормативных документах МККТТ.
Например, для ТЛФ каналов протяжённость магистральной ЭГЦ LЭ=2500 км (для международной LЭ=25000 км) со вполне оговоренными количествами переприёмов по различным иерархическим группам nПГ ; nВГ ; nТГ; nЧГ. Для такой ЭГЦ средняя за час псофометрическая мощность помехи WЭ10000 пВт или пВт / 1 км (для международных пВт).
, или, если взять каждый вид шума в дБ:
Если Z LЭ, то
Зная уровень передачи рПЕР дБ, получим уровень сигнала, принимаемого на входе каждого усилителя:
Здесь Рпер и Рвх – допустимые уровни для группового сигнала
Уровень общей мощности сигнал + помеха:
(*)
Из этого уравнения находят допустимое значение n. Тогда длина усилительного участка: .
Из формулы (*) также видно, что при выбранном типе усилителей, т. е. ААП – известно, уровень РШ1+РВХ будет наибольшим, когда функция
будет минимальной y=ymin при n=0.23LЭ и тогда
Мощности различных видов шумов определяются по следующим формулам:
Ко входу каждого из n усилителей магистрали подводится тепловой шум линии Р ШТ [дБ]=10lg kTS и собственный шум, пересчитанный ко входу одного усилителя dШ .
- логарифмический коэффициент шума. Здесь FШ – коэффициент шума усилителя.
РШ ВХ = РШТ лин + dШ
Если усилителей n штук, то:
РШ = Р + dШ + 10 lg n. Последнее слагаемое здесь учитывает накопление шумов.
Увеличивать длину l усилительного участка по сравнению с нормами МККТТ можно либо увеличивая мощность полезного сигнала – но не допуская увеличения нелинейных шумов, уменьшая собственные шумы усилителей – новая элементная база, новые схемные решения, или производя коррекции и предыскажения сигнала. Правда в общем выигрыш не очень большой, но на многих тысячах км немалый. Для широкополосного группового сигнала различие между верхними и нижними частотами спектра довольно значительное. Верхние частоты больше подвержены влиянию шумов. Поэтому вводя предыскажение на половине длины линии повышают мощность ВЧ составляющих за счёт некоторого снижения мощности НЧ составляющих. В целом качество всех каналов несколько улучшается.
n – число усилительных участков;
m – число активно влияющих пар;
А1 – защищённость на дальнем конце для 20% комбинаций влияющих пар;
А2 - --------« »---------- для 80% --------« »---------- ;
РСР – уровень долговременной средней мощности сигнала;
А – затухание усилительного участка.
и F – ширина спектра одного канала и всей группы.
- нормированная частота; f1 и f2 – нижняя и верхняя частоты, f – текущая частота.
y 2();y 31();y 32() – коэффициенты спектрального распределения продуктов нелинейности второго и третьего порядка первого и второго рода.
А2ГО(),А3ГО() – затухание нелинейностей второго и третьего порядков.
WМС – долговременная мощность многоканального ????? на выходе усилителя при работе без предыскажений.
Учёт нелинейных искажений носит весьма сложный и трудоёмкий характер.
Выбор уровней передачи
В практике разработки АСП имеет место два подхода к определению необходимого уровня передачи:
В первом случае для отдельного усилителя известна мощность собственных помех, приведённая ко входу усилителя. Обычно берут псофометрическую мощность.
РШ ПС – допустимая псофометрическая мощность шума всего тракта. Тогда на входе одного усилителя:
где РШ - не взвешенная суммарная мощность помех.
k п = 0.75 – псофометрический коэффициент.
Уровень мощности шумов, приведённых ко входу усилителя (в децибелах):
Помехозащищённость (превышение мощности сигнала над мощностью шумов) от собственных помех на входе усилителя:
Затухание для конкретной линии берётся для худшего случая, т.е. для верхних частот спектра сигнала.
1 - затухание на низких частотах
2 - затухание на верхних частотах
Чтобы определять степень загрузки каналов и оценивать соотношение сигнал / шум на входах усилителей, нужно учитывать характерные особенности ТЛФ-х или иных сигналов и выставлять необходимые уровни, не перегружающие усилители.
Для разговорного ТЛФ-го канала (канал ТЧ) уровень средней мощности (в дБ) РКО, а при числе каналов 240
(*) Р МСО = РКО + 10 lg N т.е. сумма дБ-ов
при N ≤ 240 (**)
Значение РКО для одного канала имеет национальные особенности.
По рекомендациям МККТТ в России РКО = - 15 дБм0 (32 мкВт)
В США РКО = - 16 дБм0 (25 мкВт)
Для линий с малым числом каналов качество передачи в России не совсем удовлетворительное. Поэтому используют уровни РКО = - 13 дБм0 (50 мкВт) в линиях с N ≤ 2000, что выше, чем в рекомендациях МККТТ.
В соответствии с (*) и (**) по рекомендациям МККТТ для многоканального сигнала приняты уровни средней мощности.
|
NКАН |
12 |
60 |
120 |
300 |
600 |
1800 |
|
Р МСО дБм0 |
3.3 |
6.1 |
7.3 |
9.8 |
12.8 |
17.5 |
|
РПИК дБ |
19 |
20.8 |
21.2 |
23 |
25 |
30 |
РПИК = РМСО + рпик – допустимое превышение мощности.
Международное соединение может быть длиной до 27500 км.
При проектировании цифровых трактов обычно стремятся обеспечить Рош = 10-6. При протяжённых трактах, например, международных (длиной до 27500 км) на различных участках требования к Рош разные, чтобы в целом обеспечить не хуже 10-6. Для национальных участков принимают Рош = 0.410-6 и равномерно распределяют эту норму по участкам цепи. При этом Рмагистр = Рвн.зон. = Рместн = Рабон = 10-7. Тогда нормированные значения вероятности ошибок в расчёте на 1 км линии будет Рмаг.1 = 10-7 / 10000 = 10-11; Рвз.1 = 10-7 / 600 = 1,0710-10; Рм.1 = 10-7 / 100 = 10-9. Исходя из этих величин нормированных вероятностей ошибок на 1 км, предъявляются требования к линейным регенераторам на участках цепи. (Рекомендация МККТТ G.821). Эта рекомендация довольно сложным образом регламентирует процесс измерений качества каналов связи. На практике чаще всего пользуются величиной КОШ (BER).
В нашей стране по качеству разделяют участки высшего класса (магистральные, 40% ошибок), среднего класса (внутризоновые, 20% ошибок), низшего класса (местн.(7,5%) и абонент.(7,5%)).
Международная градация по рек. G.821 МККТТ
А – низш.; Б – средн.; В – высш..
|
Рош |
Среднее время между двумя ошибками |
|
10-2 |
0,012 с |
|
10-4 |
1,2 с |
|
10-6 |
2 мин |
|
10-8 |
3 часа |
|
10-10 |
14 дней |
|
10-12 |
4 года |