Каналы передачи и линии связи. Тема № 4. Каналы передачи и их характеристика. Занятие № 4.1

Цели занятия:
1. Знать принципы организации аналогового и цифрового каналов передачи.
2. Уметь вычертить структуру аналогового и цифрового каналов передачи.
2

- структуру аналогового канала передачи и назначение его элементов;
- режимы работы аналоговых каналов передачи;
- определения основным параметрам аналогового канала передачи: остаточное затухание канала передачи; полоса эффективно передаваемых частот (ПЭПЧ); номинальные входные и выходные сопротивления; относительные уровни передачи и приема; динамический диапазон канала; пропускная способность канала;
- структуру цифрового канала передачи и назначение его элементов;
- определения основным параметрам цифрового канала передачи: скорость передачи символов цифрового сигнала электросвязи; коэффициенты ошибок; фазовые дрожания цифрового сигнала электросвязи; время прохождения сигнала в канале электросвязи; кратковременные прерывания в цифровом канале электросвязи.
Обучающиеся должны знать
3

Обучающиеся должны уметь
- графически вычертить структуру аналогового канала передачи и пояснить назначение его элементов;
- графически вычертить структуру цифрового канала передачи и пояснить назначение его элементов.
4

Учебные вопросы:
Принцип организации аналогового канала передачи.
Принцип организации цифрового канала передачи.
ЛИТЕРАТУРА
1. Суханов В.В., Тычинская М.М. Теория электросвязи: учебно-методическое пособие / – Воронеж: ВИПС (филиал) Академии ФСО России, 2018 – 109с, (стр. 55-60).
5

Контроль усвоения материала предыдущего занятия
2. Поясните порядок формирования ОЦК.
1. Сформулируйте теорему В.А. Котельникова.
6

Вопрос №1
Принцип организации аналогового канала передачи
7

Канал передачи
Канал передачи тональной частоты (КТЧ) – это типовой аналоговый канал передачи с полосой частот от 300 Гц до 3400 Гц.
Канал передачи - комплекс технических средств и среды распространения, обеспечивающего передачу сигнала электросвязи в определенной полосе частот или с определенной скоростью.
8

Структура аналогового канала передачи
9

Параметры аналогового канала передачи (КТЧ)
1. Остаточное затухание канала передачи аr - рабочее затухание (усиление) канала при оконечных нагрузках, равных номинальным значениям его входных (Rвх) и выходных (Rвых) сопротивлений. Измеряется и вычисляется как разность уровней сигнала на входе и выходе канала:
аr = Рвх– Рвых,
(дБ)
1 Нп = 8, 686 дБ, 1 дБ = 0,115 Нп
Затухание – величина, показывающая, насколько уменьшается мощность (амплитуда) сигнала на выходе канала связи по отношению к мощности (амплитуде) сигнала на входе.
аr = –17 дБ
10
Остаточное затухание канала - разность между суммой затуханий и суммой усилений, вносимых всеми его элементами.

2. Полоса эффективно передаваемых частот (ПЭПЧ, ЭППЧ): ΔF = fmax – fmin. Полоса частот, на границах которой остаточное затухание канала отличается от номинального значения на некоторую допустимую величину. Для КТЧ ΔF = 3,1 кГц (3,4 кГц – 0,3 кГц).
3. Номинальные входные и выходные сопротивления: Rвх и Rвых.
4. Относительные уровни передачи и приема в основном режиме работы: Pпер (Рвх) и Pпр (Рвых).
Относительный уровень передачи –13 дБ (–1,5 Нп) и относительный уровень приема + 4 дБ (+0,5 Нп).
Rвх = 600 Ом, Rвых = 600 Ом
11

5. Динамический диапазон канала (D, дБ ) - соотношение между максимально возможным и минимально допустимым значениями мощности сигнала, D = 10 lg (Pmax/Рmin).
6. Пропускная способность канала (С, бит/с) – максимально возможная информационная скорость передачи данных, которые могут быть переданы по каналу связи за единицу времени.
Формула Шеннона: С = ΔF log2 (1 + Рср/ Рп), где ΔF– ПЭПЧ; Рср– средняя мощность сигнала; Рп– мощность помех.
Пример для КТЧ: ΔF = 3 100 Гц, Рср = 32 мкВт, Рп = 87 000 пВт, получим С = 25 ⋅ 103 бит/с = 25 кбит/с.
12
Для КТЧ: D = 30 – 35 дБ.

Режимы работы КТЧ
Диф­ференциальная система (ДС) - пе­реход с 4-пр. канала ТЧ на 2-пр. або­нентскую линию.
Каналообразующая аппаратура (КОА) предназначена для образования каналов ТЧ и передачи их на большие расстояния.
2-пр ок
4-пр. ок
13

Режимы работы и параметры КТЧ
Остаточное затухание с отрицательным знаком (преобладание суммы усилений) называется остаточным усилением.
14

15
Общие характеристики КТЧ (для режима 4-пр.ок)

Выводы по вопросу:
1. Типовой канал ТЧ имеет четырехпроводное окончание, рассчитан на нагрузки 600 Ом, относительный уровень передачи –1,5 Нп (–13 дБ) и относительный уровень приема +0,5 Нп (+4 дБ). Номинальное остаточное затухание канала ТЧ составляет – 17 дБ.
2. В настоящее время стандартизированы следующие режимы работы аналоговых каналов передачи: 4-пр.ок, 4-пр.тр, 2-пр.ок, 2-пр.тр.
16

Контрольные вопросы:
2. Дайте краткую характеристику структуре аналогового канала передачи.
1. Перечислите и дайте краткую характеристику основным параметрам аналоговых каналов передачи.
17

Вопрос №2
Принцип организации цифрового канала передачи
18

Структура цифрового канала передачи
Операция линейного кодирования
Операция обратного преобразования из линейного кода
ОЦК
ОЦК
19

Параметры цифровых каналов передачи
1. Скорость передачи символов цифрового сигнала электросвязи – число символов цифрового сигнала электросвязи, передаваемых в единицу времени. Единица измерения бит/с…
Для ОЦК организованного по проводным линиям связи - Рош не более 10-6
20

3. Фазовые дрожания цифрового сигнала электросвязи – отклонение значащих моментов цифрового сигнала электросвязи от их идеальных положений во времени. Значащие моменты цифрового сигнала электросвязи – моменты времени, в которые символы принимают истинное значение с наибольшей вероятностью.
Допустимые значения фазовых дрожаний - 5…12 % от длительности единичного элемента цифрового сигнала.
21
Значащие моменты (тактовые точки)
Мед­ленные фазовые флуктуации называются дрейфом фазы (Wander, вандер), а быстрые (более 10 раз в секунду) – фазовым дрожанием (Jitter, джиттер).

4. Время прохождения сигнала в канале электросвязи. В ЕСЭ РФ время не должно превышать 400 мс. При телефонной связи большее время задержки приводит к нарушению эффекта общения между абонентами.
5. Кратковременные прерывания в цифровом канале. Кратковременное прерывание - перерыв связи длительностью не более 300 мс, что приводит к кратковременному прекращению передачи информационных символов по каналу. При этом на выходе цифрового канала будет иметь место пакет ошибок.
22

Выводы по вопросу:
1. Скорость передачи символов цифрового сигнала электросвязи – число символов цифрового сигнала электросвязи, передаваемых в единицу времени.
2. Коэффициент ошибок – отношение ошибочно принятых символов цифрового сигнала электросвязи к общему числу переданных.
23

2. Дайте краткую характеристику структуре цифрового канала передачи.
1. Перечислите и дайте краткую характеристику основным параметрам цифровых каналов передачи.
Контрольные вопросы:
24

Задание для самостоятельной работы
1. Изучить материал урока по конспекту.
2. Изучить и дополнить конспект материалами из рекомендованной литературы.
3. Подготовиться к устному опросу по следующим вопросам:
перечислите и дайте краткую характеристику основным параметрам аналоговых каналов передачи;
дайте краткую характеристику структуре аналогового канала передачи;
перечислите и дайте краткую характеристику основным параметрам цифровых каналов передачи;
дайте краткую характеристику структуре цифрового канала передачи.
Литература:
1. Суханов В.В., Тычинская М.М. Теория электросвязи: учебно-методическое пособие / – Воронеж: ВИПС (филиал) Академии ФСО России, 2018 – 109 с, (стр. 55-60).
25