Групповые тракты аналоговых и цифровых систем передачи

Канал называется групповым трактом системы передачи, если по нему передается стандартизованное число аналоговых или цифровых сигналов связи в определенной полосе частот с заданной скоростью.

Возможность передачи не речевых сигналов по каналу ТЧ обусловлена как его параметрами, так и параметрами не телефонных сообщений. Например, для телеграфного сигнала требуется полоса частот в пределах F_с.н @ 0, F_с.в @ 200 Гц, и обеспечение скорости передачи I_с @ 200 бит/с.

Поскольку 1_c << С_к для канала ТЧ (1.25), то отсюда следует, что по нему вполне можно передавать несколько сообщений телеграфии (ТЛГ). Однако, не смотря на то, что ΔF_c << ΔF_k , условие F_к.н < F_с.н не выполняется. Поэто­му сигнал ТЛГ может быть передан по каналу ТЧ только при использовании дополнительного преобразования частоты вверх.

На практике эта задача решается с помощью аппаратуры вторичного уплотнения телеграфных сигналов, ко­торая позволяет передать по каналу ТЧ до 24 сигналов ТЛГ.

Для передачи, например, факсимильного сигнала (ФС) требуется полоса частот, лежащая в пределах от F_с.н = 0 до F_с.в = 1,4 кГц, и обеспечение скорости передачи I_с = 2,8 кбит/с. В этом случае так же, как и с сигналом ТЛГ выполняются требования по пропускной способности канала I_с<С_к, ΔF_c < ΔF_k. Но поскольку диапазон частот канала и ФС частично перекрывается (Рис. 1.60), то по каналам ТЧ можно передать ФС только при использовании дополнительного частотного преобразования. При этом, как правило, по одному каналу ТЧ удается передать только один ФС.

При передаче изображений газетных полос (ИГП) сигнал имеет следующие пара­метры: F_с.н = 0, F_с.в = 180 кГц, I_с =360 кбит/с. Выполняются неравенства I_с > С_к, ΔF_c < ΔF_k, из чего сле­дует вывод о том, что канал ТЧ непригоден для передачи сигнала ИГП.

Рис. 1.60. Полосы частот, занимаемые спектрами сигналов ТЧ, ТЛГ, ФС.

Предгрупповой тракт представляет собой канал, по которому возможна передача одновременно трех телефонных сигналов. Онимеет следующие стандартизованные параметры:

- полоса частот: F_к.н = 12 кГц, F_к.в = 24 кГц, ΔF_к = 12 кГц;

- входное (выходное) со­противление: R_вх(вых) = 600 Ом;

- средняя мощность и уро­вень группового сигнала в «ну­левой» точке: Р_с.ср0 = 3·32 = 96мкBт; p_c.сp0 = 101g(Р_с.ср /1 мВт) = -10дБм;

- номинальная защищенность (отношение сигнал/шум) для сигнала в групповом тракте: А_з = 25 дБ;

- номинальные значения измерительных уровней на входе и выходе: p_вх.изм = -36 дБм; p_{вых.изм} = - 4дБм;

- остаточное затухание: а_к = -22 дБ.

Пропускная способность канала на основании выражение (1.28) равна

кбит/с.

Можно показать, что такой тракт по пропускной способности согласован только с сигналом звукового вещания, передаваемым по нормам II класса ка­чества. Однако поскольку для такого сигнала F_с.в = 6,0 кГц < F_к.н = 12 кГц, требуется до­полнительное преобразование по частоте вверх.

На практике предгрупповой тракт обычно используется для передачи трех телефонных сигналов, при этом каждый из них подвергается индивидуальному преобразованию по частоте.

Первичный групповой тракт (ПГТ)предназначен для передачи 12 теле­фонных сигналов. Его основные параметры:

- полоса частот: F_к.н = 60 кГц, F_к.в =108 кГц, ΔF_к = 48 кГц;

- входное (выходное) сопротивление: R_вх(вых) ⁼ 150 Ом;

- номинальные измерительные уровни на входе и выходе и остаточное за­тухание: p_вх.изм = -36дБм; p_{вых.изм} = -23 дБм; а_к = -13дБ;

- средняя мощность и уровень группового сигнала в «нулевой» точке: Р_с.ср0 = 384 мкВт; р_с.ср0 = - 4 дБм;

- нормируемая защищенность от помех (отношение сигнал/шум) для группового сигнала в этой точке не хуже: А_з ≥ 21 дБ;

- пропускная способность, определяемая из выражения (1.28), равна:

кбит/с.

Используя данные о параметрах сигнала звукового вещания, можно опре­делить, что ПГТ пригоден для передачи двух сигналов звукового вещания по выс­шему и первому классу, так как выполняются условия и по пропускной способности, и по полосе пропускания. При этом сигналы вещания должны быть преобразованы по частоте. Обратим внимание, что по пропускной способности ПГТ пригоден и для передачи сигнала ИГП, получаемого, например, в аппара­туре «Газета-2», однако в данном случае не выполняется другое условие – по полосе, пропускания, так как ΔF_к < ΔF_с (ΔF_с = 180 кГц, а ΔF_к = 48 кГц). Следовательно, ПГТ непригоден для передачи сигнала ИГП.

Вторичный групповой тракт(ВГТ) предназначен для передачи 60 теле­фонных сигналов. Его основные параметры:

- полоса частот (кГц): F_к.н @ 312, F_к.в @ 552, ΔF_к @ 240;

- входное (выходное) сопротивление: R_вх(вых) = 75 Ом;

- номинальные измерительные уровни на входе и выходе и остаточное затухание: p_вх.изм = -36дБм; p_{вых.изм} = -23дБм; а_к = -13дБ;

- средняя мощность и уровень группового сигнала в «нулевой» точке: P_с.ср0 = 60·32 = 1920 мкВт; p_с.ср0 = +3 дБм;

- допустимая мощность и уровень помехи в «нулевой» точке: Р_п0 = 16 мкВт; p_п0 = -18 дБм;

- пропускная способность ВГТ, рассчитываемая по (1.28), равна

бит/с.

Сравнивая параметры ВГТ и сигнала ИГП, видим, что пропускная способ­ность ВГТ избыточна для передачи сигнала ИГП, а по полосе пропускания они близки. Передача сигнала ИГП требует дополнительного преобразования по частоте, так как F_с.в = 180 кГц < F_к.н = 312 кГц.

Параметры остальных каналов (трактов), включая и рассмотренные выше, представлены в таблицах 1.1 и 1.2, где L – нормируемая длина канала (тракта) передачи.

Таблица 1.1– Параметры типовых первичных сигналов

Совместный анализ свойств первичных аналоговых сигналов и типовых каналов и трак­тов передачи позволяет сделать следующие выводы.

1. Только один из первичных аналоговых сигналов пригоден для непосред­ственной передачи по типовому аналоговому каналу – телефонный сигнал по каналу ТЧ.

Все остальные сигналы требуют дополнительных преобразова­ний, поскольку граничные частоты спектра первичных сигналов не совпадают с граничными частотами полосы пропускания типовых каналов (трактов).

2. Предельные возможности типовых каналов передачи по отношению к первичным сигналам можно оценить, сравнивая значения пропускной способности канала и информационной производительности сигнала.

Если С_к >> I_с, то тогда в этом канале может быть передано несколько первичных сигналов.

Основные параметры типовых цифровых трактов приведены в таблице (Табл. 1.3), где варианты под номерами 1-4 соответствуют цифровым трактам европей­ской плезиохронной цифровой иерархии (англоязычное сокращение – PDH), а варианты 5-7 – международной синхронной цифровой иерархии (SDH).

Кроме номинальной скорости передачи (число элементарных симво­лов, передаваемых за 1 с), в таблице (Табл. 1.3) приведены номинальные значения амп­литуды и длительности символа логической единицы на входном/выходном сопротивлении. При этом входы и (или) выходы трактов могут быть как симметричными (сим.), так и несиммет­ричными (н/сим.).

Для полной характеристики цифровых трактов указывают также структуру соответствующего цифрового сигнала на входе/выходе тракта, трафарет (поле допуска) для допустимой формы импульса, стыковой код передачи, с помощью которого обеспечивается согласованное соедине­ние цифровых трактов разных уровней и др.

Таблица 1.2 – Параметры типовых аналоговых трактов

Пропускную способность цифровых трактов часто характеризуют чис­лом эквивалентных основных цифровых каналов (ОЦК). Каждый ОЦК (позиция 8 в Табл. 1.3) обеспечивает передачу одного основного цифрового сигнала – преобразованного в цифровую форму аналогового телефонного сигнала с нормали­зованными (стандартными) параметрами.

Знак * в таблице (Табл. 1.3) указывает на то обстоятельство, что первичный цифровой тракт SDH эквивалентен или одному четверичному, или трем третичным, или 63 первичным трактам PDH.

Таблица 1.3 – Параметры типовых цифровых трактов