Оценка качества каналов

Частные электрические параметры в совокупности позволяют с высокой достоверностью оценить качество любого канала или группового тракта. Однако для измерения всех параметров с по­мощью существующей измерительной техники требуются значи­тельные затраты времени, которым не всегда можно располагать в процессе эксплуатации как стационарных, так и в особенности полевых многоканальных систем передачи.

Кроме того, разовые или эпизодические измерения, позволяю­щие определить значение параметра в момент измерения, доста­точны лишь для параметров, мало изменяющихся во времени. Часть же параметров, как, например, стабильность остаточного затухания, шум в канале, импульсные помехи, подвержены воз­действию ряда дестабилизирующих факторов, и их значения изме­няются во времени даже при полной исправности всех элементов тракта передачи. Поэтому такие параметры следует оценивать статистическими методами, требующими многократных измерений в течение значительного промежутка времени —порядка несколь­ких суток. В связи с этим оценка каналов по всей совокупности частных параметров проводится только в стационарных системах передачи в процессе их настройки и паспортизации, а также при приемке их в эксплуатацию.

В процессе эксплуатации стационарных систем передачи, а так­же при настройке и сдаче в эксплуатацию полевых систем пере­дачи в целях сокращения времени на измерения оценка качества каналов и трактов производится по сокращенному перечню пара­метров. При определении перечня параметров, подлежащих обя­зательному контролю, необходимо учитывать:

- подверженность параметров временным изменениям;

- степень влияния параметра на качество передачи сигналов;

- наличие измерительных приборов, позволяющих оценить ка­нал по данному параметру.

Для полевых систем передачи, кроме того, следует учитывать полноту выполнения регламентных работ на аппаратуре и кабеле перед развертыванием полевых линий связи.

Многочисленные наблюдения показывают, что в процессе экс­плуатации наиболее часто выходят за пределы допустимых норм следующие параметры:

- величина остаточного затухания канала;

- частотная характеристика остаточного затухания;

- напряжение шума на выходе канала;

- защищенность между направлениями передачи и приема канала в однокабельных системах передачи.

Эти параметры должны измеряться в первую очередь.

В оконечных пунктах, где каналы связи сдаются потребителям, перечень подлежащих измерению параметров сокращается с уче­том свойств оконечной аппаратуры, для которой предназначен конкретный канал.

В специальных инструкциях, разрабатываемых на узлах связи, для каждого типа оконечной аппаратуры должны приводиться необходимый перечень параметров канала и их значения с допустимыми отклонениями, которым они должны удовлетворять при сдаче в эксплуатацию.

1.4. Уровни передачи и их измерение

Для оценки мощности или напряжения сигналов в технике электросвязи введены относительные логарифмические единицы, получившие название уровней передачи. Уровни передачи измеря­ются либо в неперах (Нп), либо в децибелах (дБ)- Так как двой­ные единицы неудобны, в настоящее время по рекомендации МККТТ используются единые логарифмические меры на основе десятичных логарифмов — децибелы. Но поскольку на сетях связи вместе с новым оборудованием используется еще оборудование, нормы на электрические параметры которого даны в неперах, то временно разрешено применение и логарифмических единиц на основе натуральных логарифмов — неперов.

1.4.1. Определение уровней передачи

Находят применение абсолютные и относительные уровни пе­редачи.

Абсолютные уровни.Различают абсолютные уровни мощности, напряжения и тока.

Абсолютным уровнем мощности называется отно­шение активной мощности сигнала в измеряемой точке цепи пере­дачи к активной мощности 1 мВт, выраженное в логарифмических единицах:

где Р — активная мощность, мВт.

Абсолютным уровнем напряжения называется отношение напряжения в измеряемой точке цепи передачи к нап­ряжению 775 мВ, выраженное в логарифмических единицах:

где U — действующее значение напряжения, мВ.

Абсолютным уровнем тока называется отношение тока в измеряемой точке цепи передачи к току 1,29 мА, выражен­ное в логарифмических единицах:

Где l — действующее значение тока, мА.

Из приведенных выражений находим соотношение между непе-рами и децибелами:

1 Нп = 8,69 дБ, 1 дБ = 0,115 Нп.

Относительные уровни. Для оценки изменения мощности и нап­ряжения сигнала по тракту передачи используются относительные уровни мощности и напряжения.

Относительным уровнем мощности называется отношение мощности в измеряемой точке тракта передачи к мощ­ности сигнала в начале тракта или в точке, условно принятой за начало, выраженное в логарифмических единицах:

где Р₂ — мощность в измеряемой точке тракта передачи;

P₁ — мощность в начале тракта передачи или в точке, услов­но принятой за начало.

Относительным уровнем напряжения называ­ется отношение напряжения в измеряемой точке тракта передачи к напряжению сигнала в начале тракта или в точке, условно при­нятой за начало, выраженное в логарифмических единицах:

где U₂ — напряжение в измеряемой точке цепи;

U₁ — напряжение в начале тракта или в точке, условно при­нятой за начало.

Выражая входящие в формулы мощности и напряжения через их абсолютные уровни, находим, что относительные уровни равны разности абсолютных уровней:

где P_м2 и Р_н2 — абсолютные уровни мощности и напряжения в из­меряемой точке цепи;

P_м1 и Р_н1 — абсолютные уровни мощности и напряжения в начале тракта или в точке, условно принятой за начало.

1.4.2. Измерение уровней передачи

Для производства измерений в процессе настройки и эксплуа­тации систем передачи большинство оконечной и промежуточной аппаратуры имеет встроенные измерительные приборы. Более сложные и более точные измерения осуществляются отдельными измерительными комплектами и приборами, которые являются принадлежностью аппаратной или центра узла связи.

Для обеспечения согласованного включения различных устройств и частей тракта между собой для систем передачи и измерительных приборов стандартизованы номинальные значения нагрузок входных и выходных сопротивлений: 600, 150 или

75 Ом. В существующей аппаратуре вместо 150 Ом используется 135 Ом. Измерители уровня имеют также высокоомный вход (Zиу=В. Ом или Zиу>6 кОм).

В практике измеряют только абсолютные уровни напряжения, и в этих значениях градуируются все измерители уровня. Однако большинство нормированных значений дается в уровнях мощности.

Для перехода от уровня напряжения к уровню мощности про­изводится расчет по формуле

где Zн — сопротивление нагрузки, на котором измеряется уровень напряжения.

Обозначив добавку (второе слагаемое) через ∆р для стандарт­ных значений нагрузок, приведем ее значения:

Таким образом, видно, что при измерении на нагрузке 600 Ом уровень мощности численно равен уровню напряжения.

Для измерения абсолютного уровня напряжения в любой точке тракта передачи на вход его необходимо подать сигнал от из­мерительного генератора (ИГ), подключенного к тракту согласо­ванно (Z_r=Z_BX).

Измеритель уровня (ИУ) может подключаться к точке изменения несколькими способами.

2. Подключение ИУ согласованно (Z_иу=Z_Вых) 600-омным или 150 (135)-омным входом, при этом входное сопротивление изме­рителя уровня является нагрузкой измеряемого тракта передачи (рис. 1.5).

Такое включение возможно, когда требуемое сопротивление нагрузки соответствует одному из входных сопротивле­ний ИУ.

3. Если требуемое сопротивление нагрузки не соответствует входному сопротивлению ИУ, то измеряемый тракт передачи на­гружается на сопротивление нагрузки Z_R=Z_Bых, а ИУ подклю­чается высокоомным входом (рис. 1.6).

Измерители уровня подразделяются на широкополосные, которые измеряют уровень напряжения широкополосного сигнала и синусоидального колебания при отсутствии других колебани избирательные (селективные), которые позволяют измерить

напряжение сигнала определенной частоты, выделив его из других сигналов.

В отдельных случаях избирательные измерители уровня имени в режим широкополосного измерения, например СИУ-300 ; комплекта П-322 [5].