Эффективно передаваемая полоса частот (ЭППЧ) – это полоса, на границах которой остаточное затухание не более чем на 8,7 дБ больше относительно затухания на частоте 1020 Гц.

Коэффициент отражения (затухание несогласованности) входного (выходного) сопротивлений в полосе эффективно передаваемых частот характеризует его отклонение от номинала. Коэффициенты отражения определяются по формулам:

, ,

а затухания несогласованности a_н:

,

где Z_вхZ_вых – входное, выходное сопротивление, Z_гZ_н – выходное сопротивление генератора (источника) сигнала и сопротивление нагрузки канала на его выходе.

Общие параметры канала ТЧ почти полностью определяются каналообразующей аппаратурой данной системы передачи. Они обеспечиваются при производстве и заводской настройке и контролируются по необходимости в процессе технического обслуживания или после ремонта. К общим параметрам канала ТЧ относятся также параметры его загрузки, которые будут рассмотрены вами позднее.

Основные электрические параметры канала ТЧ:

При помощи основных параметров оценивается качество каналов ТЧ аналоговых и цифровых систем передачи, обусловленное сетевыми требованиями. Эти параметры при соблюдении норм определяют качество канала не менее чем на 95%.

Следует иметь в виду, что нормы параметров определяются расчетами при проектировании аппаратуры и систем передачи в целом исходя из современных технических достижений и уточняются методом статистических исследований в сетях связи. Поэтому значения норм по мере накопления опыта эксплуатации и совершенствования техники постоянно изменяются, приближаясь к величинам сетевых требований, которые обеспечивают наилучшее качество передачи любой информации.

Основными электрическими параметрами канала ТЧ являются:

1. Остаточное затухание.

2. Частотная характеристика остаточного затухания.

3. Уровень невзвешенных (интегральных) шумов в канале.

4. Защищенность от внятных переходных колебаний.

Рассмотрим эти параметры более подробно:

Остаточное затухание и его стабильность:

Существует три определения остаточного затухания.

С точки зрения канала как четырехполюсника остаточным затуханием называется его рабочее затухание, измеренное на частоте 1020 Гц при номинальных нагрузках (600 Ом) и определяется по формуле:

,

где P₀ – мощность, которую генератор частоты 1020 Гц отдает согласованной нагрузке; Р_н – мощность, выделяемая в нагрузке канала.

Физическая сущность названия «остаточное затухание» видна из другого определения: остаточное затухание – разность между суммами всех затуханий и усилений в канале при условии согласованного включения всех его элементов:

,

где a_i – затухание i-го элемента канала, S_j – усиление j-го усилителя в канале. Если первая сумма больше второй, то в канале остаточное затухание, и, наоборот, если вторая сумма больше, то остаточное затухание будет отрицательным, значит, в канале не затухание, а усиление S_r.

Третье определение остаточного затухания наиболее применимо на практике при измерениях. Остаточным затуханием канала называется разность между уровнями сигнала частотой 1020 Гц на входе P_вх и выходе P_вых канала при согласованных включениях генератора и измерителя уровня.Разность P_вых и P_вх при аналогичных условиях измерения даст значение остаточного усиления:

,

Остаточное затухание и особенно его стабильность во времени является одним из основных параметров, обеспечивающих качество передачи любых сигналов электросвязи.

Номинальные значения уровней на входе и выходе и остаточное затухание нормируются для различных режимов работы канала ТЧ на частоте 1020 Гц представлены в таблице № 2.

Таблица № 2. Номинальные значения уровней сигнала в каналах ТЧ.

Режим работы канала	Уровень на входе канала , дБ	Уровень на выходе канала , дБ	Остаточное затухание , дБ
4ПР ОК 4ПР ТР 2ПР ОК 2ПР ТР	–13,0 +4,0 –3,5	+4,0 +4,0 –7,0 –3,5	–17,0 7,0

Погрешность установки остаточного затухания по сетевым требованиям должна быть не более 0,5 дБ.

Допустимая величина среднеквадратического отклонения остаточного затухания (усиления) в канале во времени от его среднего значения на частоте 1020 Гц должна быть:

а) для каналов ТЧ, образованных АСП, находящихся в первичных сетевых трактах с групповой автоматической регулировкой усиления (АРУ):

- для простого канала ТЧ протяженностью до 2500 км:

;

- для простого канала протяженностью L км:

, дБ;

- для составного канала:

, дБ,

где n – число участков транзита по ТЧ (простых каналов);

б) для каналов, находящихся в первичных сетевых трактах без групповых АРУ:

- для простого канала протяженностью до 2500 км:

Дб;

- для простого канала протяженностью L км:

, дБ;

- для составного канала:

, дБ,

где n – число участков транзита по ТЧ (простых каналов).

Для каналов ТЧ, образованных в ЦСП, параметр стабильности не нормируется. Поэтому в смешанных каналах нормы определяются для АСП.

Разность между средней и номинальной величинами остаточного затухания должна быть не более 0,5 дБ.

Максимальное значение отклонения остаточного затухания за любой час от его номинального значения при наличии на сетевых трактах АРУ должно быть с вероятностью 0,95:

а) для простых каналов ТЧ протяженностью до 2500 км:

;

б) для простых каналов ТЧ протяженностью L км:

, дБ;

в) для составных каналов:

, дБ.

Эксплуатационная норма максимального отклонения остаточного затухания при разовых измерениях:

в простом канале: ;

в составном канале: .

Измерение и оценка. Измерение остаточного затухания производится методом разности уровней с использованием измерительного генератора. Схема измерения канала в режиме 4 Пр приведена на рисунке 5.

(слайд 9)

Рис. 5. Схема измерения остаточного затухания канала ТЧ в режиме 4 Пр.

Порядок измерений:

1.

2. К выходу канала ТЧ в точке плюс 4 дБ подключить измеритель уровня (ИУ) с входным сопротивлением Z_иу = 600 Ом и измерить выходной уровень Р_вых.

3. Остаточное затухание (усиление) вычислить по формулам:

,

При необходимости регулировка остаточного затухания (выходного) уровня осуществляется регулятором усиления (РУ) в тракте приема канала (рис. 1).

Примечания:

1. Измерение и установку остаточного затухания (усиления) канала в режиме 4Пр можно производить одновременно в обоих направлениях, в режиме 2Пр – поочередно.

2. Измерение в других режимах канала проводится аналогично с учетом номинальных уровней передачи.

3. Измерения с использованием номинальных уровней передачи можно проводить только во время настроечных работ или при техническом обслуживании системы передачи. Остаточное затухание считается в норме, если полученное значение равно номинальному (см. табл. № 2) с точностью ±0,5 дБ.

Частотной характеристикой остаточного затухания называется зависимость его от частоты. Этот параметр определяет величину амплитудно-частотных искажений сигнала, передаваемого по каналу. Они обусловлены главным образом количеством и качеством канальных полосовых фильтров в аппаратуре канального преобразования оконечных и транзитных пунктов по ТЧ. Поскольку каждый транзит по ТЧ увеличивает количество каскадно включенных в канал полосовых канальных фильтров, то с увеличением числа таких транзитов ухудшается частотная характеристика остаточного затухания. Амплитудно-частотные искажения в канале отрицательно сказываются на качестве передачи сигналов любого вида связи, но особенно существенно влияют на передачу дискретной информации (сигналов передачи данных, тонального телеграфирования и т.п.).

Частотная характеристика остаточного затухания нормируется в эффективно передаваемой полосе частот канала. Поэтому она и определяет эту полосу. Нормы на частотную характеристику канала задаются в виде частотной зависимости отклонения между остаточным затуханием на данной частоте и остаточным затуханием на частоте 1020 Гц:

или

(слайд 10)

Рис. 6. График-шаблон для канала ТЧ максимальной дальности.

Для удобства пользования на узлах связи по таблицам строятся графики-шаблоны для различной структуры канала (количества простых каналов). На рисунке 6 приведен такой график-шаблон для канала ТЧ максимальной дальности (12 простых каналов).

Если измеренная характеристика не выходит за пределы заштрихованной части, то канал по данному параметру находится в норме. Ограничение хода кривой частотной характеристики снизу, снижение , определяется соображениями сохранения устойчивости канала во всей полосе частот при переводе его в двухпроводное окончание. Ограничение сверху определяется допустимыми амплитудно-частотными искажениями сигналов в пределах ЭППЧ.

Измерение частотной характеристики остаточного затухания (усиления) производится по схеме измерения остаточного затухания (рис. 5) в следующем порядке:

1. Установить номинальное значение остаточного затухания канала ТЧ на частоте 1020 Гц.

2. На вход канала ТЧ от измерительного генератора с =600 Ом в точку с номинальным относительным уровнем минус 13 дБ подать сигнал с постоянным измерительным уровнем минус 23 дБ поочередно на частотах 300, 400, 600, 1020, 1600, 2000, 2400, 3000, 3400 Гц.

3. На выходе канала ТЧ в точке с номинальным уровнем +4 дБ с помощью указателя уровня измерить уровень сигналов этих частот.

4. Вычислить отклонения остаточного затухания по формуле:

на каждой частоте и построить характеристику на графике-шаблоне данной структуры канала.

В обратном направлении измерения производятся аналогично.

Если график частотной характеристики канала выходит за пределы соответствующего графика-шаблона, необходимо произвести ее коррекцию путем перепайки корректирующих контуров (КК) в цепи обратной связи усилителя тональной частоты тракта приема (рис. 1).

Примечание: измерения начинаются и заканчиваются на частоте 1020 Гц. Расхождения между показаниями выходного уровня в начале и конце измерений должно быть не более 0,5 дБ. Точность установки частоты должна быть в пределах ± 5 Гц.

Шумы в канале ТЧ многоканальных систем передачи являются основной причиной, которая отрицательно сказывается на качестве передачи любых видов сигналов. Поэтому требуется обеспечивать необходимую защищенность канала от шума, определяемую превышением уровня сигнала над уровнем шума на выходе канала.

При телефонной передаче мешающее действие отдельных спектральных составляющих шума неодинаково, поэтому оценка шума производится взвешенными единицами измерения, которые получили название псофометрических. Псофометрическим, или взвешенным, напряжением (мощностью) шума называется действующее значение напряжения (мощности) чистого тона с частотой 800 Гц, мешающее воздействие которого на телефонную передачу эквивалентно мешающему воздействию шума во всей полосе канала.

Для оценки влияния шума на качество приема сигналов других видов связи необходимо знать среднее значение невзвешенных или интегральных величин. Невзвешенным (интегральным) напряжением (мощностью) шума на выходе канала называютдействующее значение напряжения (мощности) шума в полосе канала.

Формула для определения нормы мощности шума при разной протяженности и структуре канала кабельных аналоговых систем передачи:

, пВт,

где L – протяженность канала (км), k – число транзитов по ТЧ, m – число транзитов по групповым трактам.

Измерение и оценка.Измерение шума в канале ТЧ производится в обоих направлениях передачи на выходе канала в час наибольшей загрузки по схеме, изображенной на рисунке 7.

(слайд 11)

Рис. 7. Измерение шума в канале ТЧ.

Измеритель шума ИШ позволяет измерять как взвешенное (псофометрическое), так и невзвешенное (действующее) значение напряжения или уровня шума.

Порядок измерений:

1. Установить номинальное остаточное затухание канала ТЧ.

2. К входу канала (Пер) на противоположном конце канала подключить нагрузку 600 Ом.

3. К выходу канала (Пр) подключить измеритель шума ИШ и измерить действующее напряжение шума в течение любого часа наибольшей нагрузки.

4. Сравнить полученное значение с нормой. Измеренная величина шума должна быть не более рассчитанной нормы.

Защищенностью от внятных переходных влияний между прямым и обратным направлениями передачи одного и того же канала ТЧ называется разность уровней сигнала p_с и внятной переходной помехи на выходе канала p_пп, обусловленной сигналом, передаваемым в обратном направлении этого же канала . Причинами влияния одного направления канала на обратное являются переходные помехи между цепями линий на ближний конец, между цепями станционного монтажа и в аппаратуре.

При использовании канала ТЧ для телефонной связи переход энергии с передачи на прием своего же канала проявляется в виде местного эффекта, и даже относительно сильное влияние не ухудшает качество телефонной связи.

При использовании канала ТЧ для передачи данных, сигналов тонального телеграфирования и т.п., когда передаваемые в разных направлениях канала сигналы являются независимыми, переход энергии с передачи на прием оказывает влияние на качество приема сигналов этих видов связи.

Нормирование. Защищенность между направлениями передачи и приема канала однополосных стационарных и полевых 2-х кабельных, а также однокабельных двухполосных систем передачи протяженностью L₀ = 2500км (или в простом канале) должна быть a_з ≥ 55 дБ; в однополосных однокабельных полевых системах передачи защищенность для дальности L₀ = 1000 км (или в простом канале) должна быть a_з ≥ 35дБ. При протяженности канала Lкм указанные нормы уменьшаются на 10lg(L/L_o), дБ.

Измерение и оценка.Измерение защищенности между направлениями передачи и приема в канале ТЧ производится в обоих направлениях передачи 4-х проводного канала ТЧ в часы минимальной загрузки системы передачи в следующем порядке (рис. 8):

(слайд 12)

Рис. 8. Защищенность от внятных переходных влияний между прямым и обратным направлениями передачи одного и того же канала ТЧ.

Порядок измерений:

1. Установить номинальное остаточное затухание канала ТЧ в обоих направлениях.

2. На противоположной станции выход и вход канала нагрузить на сопротивление 600 Ом.

3. На вход канала (в тракт передачи) включить измерительный генератор ИГ (Z_г = 600 Ом) и установить ток частоты 1020 Гц с номинальным уровнем минус 13 дБ.

4. К выходу тракта приема подключить селективный измеритель уровня СИУ (Z_иу = 600 Ом) и измерить уровень внятной переходной помехи p_пп, то есть уровень частоты 1020 Гц.

5. Вычислить защищенность между направлениями передачи и приема по формуле a_з = p_c – p_пп, где р_с – номинальный относительный уровень сигнала равный + 4 дБ.

6. Полученное значение сравнить с нормой. Защищенность считается в норме, если это значение равно или больше нормированного.

Аналогично проводится измерение в обратном направлении (на противоположном конце канала ТЧ).

Контрольные вопросы:

1. Доложите определение и значение эффективно передаваемой полосы частот канала тональной частоты.

2. Доложите основные электрические параметры канала тональной частоты.

3. Доложите определение частотной характеристики остаточного затухания.

Вывод:в ходе рассмотрения материала первого вопроса лекции мы изучили основные электрические параметры канала ТЧ и определили порядок их измерения и нормирования.

(слайд 13)