Радкевич И.А.Конспект лекций по курсу Информационные сети и телекоммуникации

Подождите немного. Документ загружается.

С увеличением L фазовая скорость уменьшается (групповая скорость будет всегда больше

фазовой).

– групповое время задержки передачи информации по линии связи.

tг







Различают 2 вида искажений: линейные и нелинейные.

Линейные искажения – искажения сигнала, которые не вызывают появления

дополнительных составляющих (обусловлены неравномерностью АЧХ и нелинейностью

ФЧХ, а также обусловлены частотной зависимостью затухания и частотной зависимостью

характеристического входного сопротивления).

Для борьбы с этими искажениями можно ставить выравнивающие 4х-полюсники с

обратными характеристиками линии связи, но это увеличивает время затухания.

Нелинейные искажения – искажения, которые приводят к появлению новых

гармонических составляющих. Такие искажения, как правило, появляются в аналоговых

системах в результате перегрузки усилителей.

Искажения дискретного сигнала – это дробление и краевые искажения.

Краевые искажения - смещение положения во времени принятых элементов сигналов в

отличие от переданных, т. е это изменение значащих моментов времени.

Эти искажения вызваны амплитудно-частотными и фазочастотными характеристиками

канала, и чем шире полоса пропускания канала передачи, тем они меньше.

Дробление сигналов – появление ложных сигналов (помех) на передаваемый сигнал. Для

борьбы с этими помехами используют интегратор.

Логарифмические меры сигналов и диаграмма уровней

Уровень сигнала – логарифмическая мера отношения значения рассматриваемого сигнала к

значению заранее принятого сигнала.

p lg10 

дБ,

p ln



Нэп,

Где

- рассматриваемый сигнал. При этом 1 дБ = 0,115 Нэп, а 1 Нэп = 8,686 дБ.

Виды уровней:

 Абсолютный

 Относительный

 Измерительный

Рассмотрим их:

Абсолютный уровень – это когда

мВт 1

, то есть:

Вт

lg10

3



или

мВт lg10

PP 

Если

lg10





, где

1

мВт,

600

Ом, то

600

lg20















Относительный уровень – уровень рассматриваемого сигнала по отношению к

определенной точке (например, к началу линии или к рассматриваемому каналу).

Измерительный уровень – эксплуатационный уровень сигнала, когда в качестве генератора

на входе канала используется измерительный генератор, у которого

Ом 600

ГЕН

, а

В 775,0

ВЫХ

Диаграмма уровней – диаграмма распределения сигналов вдоль элементов канала связи.

Преобразователь снижает уровень сигнала.

Остаточное затухание канала для любой длины линии связи:

01001

PPP 

, где

010

нормированная величина.

Диаграмма уровней – эксплуатационный показатель, который облегчает контроль за

параметрами линии связи.

Взаимное влияние между цепями связи и их оценка

Цепь – это два замкнутых проводника.

Между цепями существует магнитная и электрическая связи, через которые происходит

влияние одной цепи на другую.

Рассмотрим активную и пассивную цепи.

Учитывая, что

acab

CC 

;

acab





;

II 

;

31 aa

II 

;

42 aa

II 

bcac





;

acbc

CC 

;

21 acbc

II 

;

12 acbc

II 

4231

IIII 

Разность

   

4231

 IIII

, так как цепи расположены не одинаково друг от друга,

поэтому делают скрещивание.

Чем меньше шаг скрещивания, тем лучше.

Асимметрия цепей по активному сопротивлению:

 Для воздушных цепей – 2 Ом на участок

 Для кабельных – не более 3 Ом (1мм) и 2 Ом (более 1 мм)

По сопротивлению изоляции по отношению к земле асимметрия цепей составляет не более

30%.

Оценка влияния одной цепи на другую определяется переходным затуханием и

защищённостью линий. Переходное затухание – это ½ логарифма отношения мощности

передаваемой цепи к мощности наводимой цепи. Защищённость линий – это разность

уровней полезного сигнала и помехи, т.е. наводимого сигнала.

Для переходного затухания:





, Неп - для ближнего конца,





, Неп - для дальнего конца.

На ближнего конца



должно быть не менее 8 Неп.

Для защищённости линий:

пcз

PPb 

, где

- мощность сигнала,

- мощность помехи в рассматриваемой цепи.

   

вaвддaввзд

PPPPb



 ''''

, где



- затухание в цепи,



- затухание для

дальнего конца.

Информационные сети РФ

Совокупность оконечных устройств, узлов и линий информации представляет собой сеть

электросвязи.

Сети телеграфов – это полносвязные сети:

ОП – оконечный пункт, УС – узел связи.

Древовидные сети:

Связные сети:

Связь между пунктами осуществляется с ближайшими.

Характеристики сетей

1) Связность – минимальное число независимых путей между двумя узлами.

Чем больше в сети независимых путей, тем надёжнее сеть.

2) Функциональные свойства:

1. преобразование любой информации в сигнал электросвязи

2. пространственный перенос сигнала электросвязи от первого пункта к другим

3. выбор путей и перенос сигнала

4. обратное преобразование

Преобразование осуществляется в оконечных пунктах (ОП).

Пространственный перенос происходит в каналах связи.

Выбор пути осуществляется с помощью устройств коммутации, которые устанавливаются в

узлах связи (УС). Узлы связи формируют путь из отдельных участков сети. Обратное

преобразование происходит также на оконечных пунктах.

АЕСС – автоматизированная единая сеть связей (информационные сети РФ).

ВССРФ - взаимосвязная сеть связей РФ.

Её назначение: удовлетворение потребностей всех отраслей и населения в передаче любой

информации. Основу сети РФ составляет первичная сеть, т.е. сеть, которая образуется путём

объединения оконечных и узловых пунктов (УП) и связывающих линий передач в единую

сеть каналов и групповых трактов (тракт передачи многоканальной системы).

По территориальному признаку сеть АЕСС делятся на:

1. магистральную сеть

2. внутризоновую сеть

3. местную первичную сеть

Местная первичная сеть формируется на базе городских телефонных сетей и сетей сельских

районов. Внутризоновая сеть объединяет местные первичные сети с областными центрами.

Структура внутризоновой сети строится по радиально-узловому принципу. Магистральная

первичная сеть соединяет все областные центры, представляя единую автоматизированную

сеть связи.

В состав сетей РФ входят:

1. сетевые станции (СС)

2. сетевые узлы (СУ)

3. линии передачи (ЛП)

Линии передачи – линии зависимости магистральной, внутризоновой или местной линии

связи. Она имеет направляющую (проводную) и открытую связи.

На сетевых станциях устанавливается аппаратура передачи, обеспечивающая:

1. организацию групповых трактов и каналов

2. предоставление указанных трактов и каналов вторичным сетям

3. соединение соответствующих групповых трактов и каналов (магистральную и

внутризоновую сети или внутризоновую и местную сети)

В сетевых узлах устанавливаются системы передачи, обеспечивающие:

1. организацию и транзит групповых трактов и каналов

2. предоставление трактов и каналов вторичным сетям

Сетевые узлы делятся на три класса

1. на магистральных сетях

2. на внутризоновых сетях

3. на местных сетях

Сетевые узлы бывают

 переключения

 выделения

Вторичные сети формируются на базе типовых каналов и групповых трактов первичной

сети. Вторичные сети предназначены для передачи конкретного вида информации.

Вторичные сети:

 телефонные

 телеграфные

 передачи данных

 передачи газет

 телевизионные

 звуковое вещание

 факсимильное

Типовым каналом передачи является канал тональной частоты (КТЧ).

Максимальная протяжённость нашей сети РФ равна 13.900 км, из которых 12.500 км –

магистральная сеть, 800 км – зоновая сеть, 100 км – местная сеть.

Участки магистральной сети равны по 2500 км.

Участки местной сети равны по 50 км.

Расчёт и выбор параметров типовых каналов производится исходя из участков.

Типовыми групповыми трактами единой сети являются:

 аналоговые

 дискретные

Аналоговыми групповыми трактами являются (АЛТ):

1) первичные групповые тракты, которые формируются из 12 каналов тональной

частоты (диапазон от 60 до 108 кГц)

2) вторичные групповые тракты (12х5=60 каналов тональной частоты, диапазон

312-552 кГц)

3) третичные групповые тракты (60х5=30 каналов тональной частоты, диапазон

812-2044 кГц)

Основным каналом тональной частоты является канал от 300 до 3400 Гц.

Цифровые групповые каналы и тракты:

Основной цифровой канал тональной частоты: 64 кбит/с

1) Первичный групповой тракт: 30 каналов, 2,048 кбит/с

2) Вторичный групповой тракт: 30х4=120 каналов, 8,448 кбит/с

3) Третичный групповой тракт: 120х4=480 каналов, 34,468 кбит/с

4) Четверичный групповой тракт: 480х4=1920 каналов, 139,264 кбит/с

Взаимосвязь между первичными и вторичными сетями:

ОАУ – оконечное абонентское устройство,

КС – коммутационная станция,

СУ(СС) – сетевой узел (сетевая станция),

Тг – телеграф,

Тл – телефон,

ПД – передача данных.

Первичная сеть отвечает за качество передачи сигналов, а вторичная за качество передачи

информации.

Канал тональной частоты

Канал тональной частоты – канал передачи сигналов речевого значения, ограниченный

диапазоном частот от 300 Гц до 3400 Гц.

Параметры и требования:

1. вход и выход должны быть симметричны

2. номинальное входное и выходное сопротивление 600 Ом

3. коэффициент несогласованности не более 10%

4. нормированная величина измерительного уровня на входе канала равна -13дБ, на

выходе равна +4дБ

5. частота измерения этих уровней 800 Гц

6. остаточное затухание α

ост

=-17 дБ

7. величина среднеквадратичного отклонения остаточного затухания от среднего

значения не должна превышать 1дБ на один участок (2500 км)

8. максимальное отклонение во времени остаточного затухания от среднего значения не

должно превышать 2,2 дБ

Шаблон эффективности АЧХ канала:

ФЧХ определяется групповым временем задержки (отклонением на участке 2500 км).

t 

, где

- групповая скорость передачи







, где



- фазовый сдвиг,







dtd

ГГ



Псофометрическая мощность помех КТЧ

Псофометрическая мощность помех КТЧ составляет 50 тысяч пВт.

Псофометрическая мощность помех КТЧ – это мощность помех, измеренная на выходе

фильтра с полосой от 3,4 кГц с чувствительностью, равной средней чувствительности уха

человека.

Среднеквадратичная мощность равна 87 тысячам пВт. Её также называют невзвешанной

мощностью. Она отличается в 1,75 раз от псофометрической мощности.

Среднее значение мощности полезного сигнала КТЧ равна 32 мкВт, максимально возможная

– равна 2220 мкВт.

Пропускная способность

бит/с 250001 















Фрагмент линии связи РФ

УАК – узел автоматической коммутации,

АМТС – автоматическая международная телефонная станция.

Все УАК1 соединены. В одной зоне УАК1 соединён с УАК2, а УАК2 с АМТС.

Магистральная сеть обладает максимальной дальностью 12,5 тысяч километров. Зоновая –

600 км.

Рассмотрим зоновую связь. Существует 2 типа Зоновой связи:

 городская

 местная

АМТС – автоматическая международная телефонная станция,

РАТС – районная автоматическая телефонная станция,

ЦС – центральная станция,

УС – узловая станция,

ОС – оконечная станция.

Количество центральных станций зависит от объёма абонентов. Узловая станция и

оконечные пункты соединяются по радиальной структуре.

Для каждого абонента предприятия предполагается три пути:

1) прямой (наиболее короткий)

2) обходной

3) путь последнего выбора (максимальное число выборов не более 5)

Нормированные параметры аналоговой сети

Аппаратура преобразования местной сети:

АИПИВ – аппаратура индивидуального преобразования и выделения.