Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Многоканальная связь и РРЛ

..pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
20.16 Mб
Скачать

усиление (Si и S2), равное нулю. Следовательно, устойчивость телефонного канала

Ок= (Aei-f-/4e2)/2.

Если положить, что Aei—Ae2 —Ae, то ок=Ае. При рассмотрении свойств дифференциальной системы (§ 1.3) было показано, что балансное затухание Ае определяется затуханием отраженных токов. В рассматриваемом случае они будут возникать в месте под­ ключения местной сети к телефонному каналу (точка а на рис. 4.4), т. е. ток обратной связи поступит в точку б схемы, пройдет через транзитный удлинитель, претерпевая затухание а<кт/2, отразится в точке а с затуханием отражения Аеа и через транзитный удлинитель возвратится в точку б, опять претерпев

затухание ааст/2. Следователы-го,

Ле=2аУдл+Леа= а0ст+Леа и

ус­

тойчивость телефонного канала

огк= а ост+Л еа. Сопротивление

ба­

лансного контура обычно выбирается равным характеристическо­

му сопротивлению

транзитного

удлинителя. Имея это в виду,

4ea=201g | (Za+ Z 6)/(Z a—Z6)|,

где Za~ входное

сопротивление

местной цепи, подключаемой к

точкам а схемы

(рис. 4.4), Ze —

сопротивление балансного контура.

 

Самые неблагоприятные

условия работы телефонного канала

с точки зрения его

устойчивости будут иметь место в режиме хо­

лостого хода. В этом случае

Аеа= 0-и цк.хх=Пост. Таким образом,

при номинальной

величине

остаточного затухания (а0ст=7 дБ)

канал безусловно устойчив.

При подключении к каналу реальной нагрузки его устойчи­ вость увеличивается на величину затухания отражения, значение

которого

Аеа^ 5 дБ.

Поэтому

минимальная

устойчивость

теле­

фонного

канала в рабочем режиме при а0ст=7 дБ будет

<тк=

= 12. дБ.

Воспользовавшись (1.13) и (1.14),

найдем, что

иска­

жения от

обратной

связи при

стк—12 дБ не будут превышать

0,6 дБ. Такие искажения практически не влияют на качество теле­ фонной связи. Это обстоятельство обусловило выбор номиналь­

ной величины остаточного затухания телефонного канала

равной

7 дБ.

местной

Наличие несогласованности в точках подключения

сети к телефонному каналу приводит к возникновению так назы­ ваемого электрического эха, сущность которого заключается в сле­ дующем (рис. 4.5). Положим, что передача разговорного сигнала осуществляется в направлении А—Б. Часть этого сигнала пройдет к слушающему абоненту, а часть вследствие неидеальной балан­ сировки. дифференциальной системы на станции Б через обрат­ ное направление передачи Б—А поступит обратно к говорящему абоненту со сдвигом во* времени,' равным удвоенному времени прохождения сигналов между станциями А и Б. Таким образом, говорящий абонент услышит свою речь в виде эха. Это эхо на­ зывается «первое эхо говорящего». Из-за неидеальной баланси­ ровки дифференциальной системы на станции А ток «первого эха говорящего» частично попадает в направление передачи А—Б и

достигает аппарата слушающего абонента. Это эхо называется «первое эхо слушающего». Затем возникает второе эхо говоря, щего, второе эхо слушающего и т. д. до полного затухания про­ цесса. Основное мешающее действие оказывает наиболее мощное первое эхо говорящего, которое воспринимается абонентом как переспрос, что приводит к нарушению взаимопонимания между ведущими переговоры. Эхо слушающего уменьшает внятность речи.

СтанцияА

Станция&

Рис. 4.5

Мешающее действие токов электрического эха тем больше, чем меньше затухание и больше абсолютное время прохождения (т. е. время прохождения, соответствующее средней частоте сиг­ нала) этих токов. На рис. 4.6 при­ ведена экспериментальная зависи­ мость минимально допустимой ве­ личины затухания на пути токов электрического эха аэ.тгп от абсо­ лютного времени прохождения сиг­ нала в канале. Но этой зависимо­ сти можно определить минимальное значение затухания токов электри­ ческого эха, которое необходимо

обеспечить для определенного времени прохождения в канале для того, чтобы эти токи не оказывали мешающего действия.

Определим затухание, которое претерпевают в телефонном ка­ нале токи электрического эха (первого эха говорящего). Для это­ го воспользуемся рис. 4.5. Затухание в направлении А—Б от входа канала (точка а) до зажима 4 дифференциальной системы на станции Б будет равно аЭ(А-в) —%дл + 3 дБ—6 д Б = а удл—3 дБ. За­ тухание дифференциальной системы от зажимов 4 к зажимам 3 равно аз-4'=Ае+6 дБ. Выше было показано, что Ае=Аеа+2аУАЯ. Отсюда а3- 4=А еа+ 2аудЛ+ 6 дБ. Затухание в направлении Б—А

от зажима 3 дифференциальной .системы на станции Б до выхода канала (точка а) будет аЭ(Б-А)= аУдл—3 дБ. Затухание, на пути токов электрического эха в телефонном канале будет равно аэ= =яУдл—3 дБ + Л еа+ 2 аУдл+6 дБ+аудл—3 дБ=2а0ст+Ле0. Так как для нормально отрегулированного телефонного канала а0ст=7 дБ, а Лса> 5 дБ, то яэ^ 1 9 дБ. Из графика рис. 4.6 определим, что с токами электрического эха в телефонном канале можно не считаться, если абсолютное время прохождения сигнала в одном направлении не превышает 30 мс. Если.оно больше 30 мс, то необходимо увеличивать затухание на пути токов электрического эха, что осуществляется с помощью специальных устройств — эхозаградителей. Они представляют собой сложное логическое уст­ ройство, вносящее значительное затухание (не менее 50 дБ) в направлении передачи, по которому в рассматриваемый момент времени разговорный сигнал не передается.

Однако’ при построении и применении эхозаградителей встре­ чаются определенные трудности. Наличие собственных шумов в телефонном канале не позволяет создать эхозаградитель с боль­ шой чувствительностью. Другими словами, эхозаградители не сра­ батывают, если уровень разговорного сигнала ниже порога сра­ батывания схемы. При включении эхозаградителя несколько ухуд­ шается качество связи, так как из-за конечного времени его сра­ батывания чнаблюдается срезание части начальных слогов или да­ же слов. При создании эхозаградителей .наиболее сложно осу­ ществить «режим перебоя», т. е. возможность слушающего або­ нента перебить собеседника и подать реплику.

Абсолютное групповое время прохождения сигнала в телефон­ ном канале оказывает влияние и на интервал времени между репликами собеседников. Значительная величина этого времени может привести к потере чувства контакта между собеседниками. Поэтому величина абсолютного группового времени прохождения сигнала нормируется. Максимальная величина абсолютного груп­ пового времени прохождения сигнала в канале ТЧ между наи­ более удаленными узлами магистральной сети должна быть не более 90 мс. При организации телефонной связи через искусст­ венные спутники Земли абсолютное групповое время прохожде­ ния сигнала не должно превышать 390 мс. В этом случае або­ ненты должны быть предупреждены о том, что реплики собесед­ ников будут задерживаться.

Абсолютное групповое время прохождения не оказывает ме­ шающего действия на передачу сигналов тонального телеграфа, факсимильных, вещания, телевидения и передачи данных, по­ скольку эти сигналы передаются в одном направлении.

4.3. Широкополосные каналы

Широкополосные каналы организуются на основе сетевых трактов, которые в свою очередь создаются на базе типового пре­ образовательного оборудования. Поэтому в современных системах

юз

передачи с ЧРК. можно, образовать первичные, вторичные и тре тичные широкополосные каналы.

Аппаратура, с помощью которой организуется сетевой тракт, осуществляет *на передаче ввод групповой контрольной частоту (ГКЧ) и подавление остатков несущих, совпадающих с ГКЧ, а на приеме — выделение ГКЧ и коррекцию АЧИ. Основные норми­

рованные значения характеристик сетевых трактов

приведены в

табл. 4.1. Характеристики

широкополосных каналов

незначитель-

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 4.1

 

 

 

 

 

 

Сетевые тракты

 

Характеристика

 

 

первичные

вторичные

третичные

 

 

 

 

 

Рабочая полоса частот, кГц

60,6—107,7

312,3—561,4

812,6—2043,7

Номинальный

относительный

 

 

 

уровень передачи, дБмО, на:

 

 

—36

входе

 

 

 

 

—36

- 3 6

выходе

 

 

сопротив­

- 2 3

—23

—23

Входное и выходное

 

 

75

ления, Ом

 

средняя мощ­

150

75

Максимальная

 

 

 

ность, мВтО, за:

 

 

 

 

8,0

 

1 ч~

 

 

 

 

3.0

15.0

1 мин

 

 

отклоне­

4.0

11,0

19.0

Среднеквадратичное

<0,5

<0,5

_0,5

ние остаточного

усиления,

дБ

Изменение

частоты

передавае­

на /= 82 кГц

на /=4,20 кГц

на /=1545 кГц

<■1

 

<1

мого сигнала, Гц

 

 

< 1

Неравномерность АЧХ в рабо­

 

; ± 1

;±1

чей полосе частот, дБ

 

;±1

Неравномерность

частотной

 

 

;24

характеристики ГВП, мс

 

:60

< 3 0

 

 

 

 

 

в нолосё

в' полосе

в полосе

Максимальное

отклонение

ам­

65—103 кГц

330—530 кГц

900—1900 кГц

 

 

 

плитудной

характеристики от

 

 

 

прямолинейной

(дБ)

при

по­

 

 

 

вышении уровня на входе на:

 

 

 

24 дБ

 

 

 

 

< 0 ,3

<0,3

 

26 дБ

 

 

 

 

 

;о,з

28 дБ

 

 

 

 

 

 

Среднее за час значение уров­

 

 

-21

ня иевзвешенного шума,

дБмО

< —35

< —29

но отличаются от характеристик соответствующих трактов. Это от­ личие объясняется. необходимостью дополнительной коррекции АЧИ и ФЧИ, так как широкополосные каналы используются для передачи высокоскоростной дискретной информации и газет. Уст­ ройства дополнительной коррекции устанавливаются в аппаратуре транзита групп каналов и каналообразующем оборудовании, включаемом на. входе и выходе сетевого тракта. Кроме того, в каналообразующем оборудовании имеются ограничители по средней и пиковым мощностям. Они включаются на входе широко-

полосных каналов и необходимы для предотвращения перегрузки каналов. Характер ограничения выбирается в зависимости от вида передаваемого сигнала.

4.4. Каналы звукового вещания

Каналы звукового вещания организуются для обмена програм­ мами звукового вещания между различными населенными пунк­ тами. Программы звукового вещания, переданные по каналам звукового вещания из одного города в другой, поступают в мест­ ные радиовещательные аппаратные и радиотрансляционные сети 1к абонентам. В сельской местности передача программ звукового вещания осуществляется по специальным линиям непосредствен­ но из районного радиоузла в населенные пункты района и так же, как на городских радиотрансляционных сетях, к абонентам. Канал звукового вещания, по которому осуществляется обмен программами между двумя радиовещательными или коммутаци­ онно-распределительными аппаратными, называется магистраль­ ным каналом звукового вещания.

В настоящее время принято целесообразным организовывать магистральные каналы звукового вещания трех классов качества: высшего, первого и второго. По каналам высшего класса, осущест­ вляется передача сигналов звукового сопровождения телевизион­ ных программ. По каналу первого класса осуществляется переда­ ча программ центрального вещания в республиканские и област­ ные центры и передача международных программ. По каналам второго класса осуществляется межобластное, внутриобластное и внутрирайонное вещание.

' Для качественной передачи сигналов вещания магистральные каналы звукового вещания должны иметь определенные характе­ ристики. Требования к последним для каналов разного класса приведены' в табл. 4.2.

Допустимые пределы отклонения остаточного затухания маги­ стральных каналов звукового вещания для эталонной цепи тре­

мя переприемами)

протяженностью 2500 км для каналов высшего,

первого и второго классов приведены на рис. 4.7.

 

А

 

 

,Второй

Первый

.Высший

 

 

 

 

¥ ъ1

г

! класс

г .

класс

{класс

2,6

 

I!

!

 

 

 

 

 

 

•Ц

f~ j-------- *

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

0,9

0.05 0,2

-I— 1_1_

 

 

 

JSH

0,910/

 

 

 

 

и

I -Г—

* 66/

8,5

Ш

 

0,9-

 

 

/5

 

 

 

 

 

 

 

а

Характеристика

Ширина полосы частот канала, кГц Номинальная величина остаточного затухаяия, дБ Коэффициент нелинейных искажений для

эталонной цепи 2500 км при f > 100 Гц,

%

Неравномерность характеристики груп­ пового времени прохождения для эта­ лонной цепи 2500 км, мс;

/нч — ^min

XlQO— tmia ^вч — ^min .

Разность между максимальным уровнем сигнала вещания и уровнем псофометрического напряжения помех на выходе канала протяженностью 1 км, дБ

 

Класс канала

Э

высший

первый

1 Г

-

BTQnrj^

i0,03— 15

0,05— 10

0,05-6,4

 

0

°

 

 

 

 

< (0 ,8 -1 ,5 ) < 2

< 2

 

50

80

80

 

20

20

20

 

8

8

8

 

 

57+10 lg

2DUU

 

 

t

 

В настоящее время канал звукового вещания высшего класса организуется с использованием линейного тракта многоканальных систем передачи. Исходный спектр частот сигнала вещания пре* образуется в спектр частот, который специально отводится в ли­ нейном спектре многоканальной системы передачи для организа­ ции канала звукового вещания. Преобразование спектра осуществляется в специальной аппаратуре методом AM с передачей ОБП, Преобразованный сигнал подается на вход оконечной аппаратуры линейного тракта и совместно с другими сигналами передается на оконечную приемную станцию. Здесь этот сигнал выделяется и передается на специальную аппаратуру для обратного преобра­ зования. Исходный сигнал вещания подается абонентам. Этот ме­ тод организации канала звукового вещания имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что оборудование канала за­ висит от характеристик используемой линии и от типа системы передачи, с помощью которой этот канал организуется. Однако он позволяет создать канал звукового вещания с относительно широкой полосой частот (порядка 15—17 кГц).

Каналы звукового вещания первого и второго классов орга­ низуются взамен нескольких каналов ТЧ в многоканальной си­ стеме передачи. С этой целью объединяются спектры частот двух или трех каналов ТЧ. При объединении спектров трех каналов организуется канал звукового вещания первого класса, а при объ­ единении спектров двух каналов — второго класса'. Объединение спектров каналов ТЧ осуществляется в диапазоне частот пер­ вичной стандартной группы. Такой метод организации канала звукового вещания оказывается одинаково пригодным практиче­ ски для любой -многоканальной системы передачи. При определе­ нии каналов ТЧ, вместо которых должен образовываться канал

вещания, учитывается необходимость сохранения нормальных ус­

ловий работы трактов контроля и управления автоматической

регулировки усилителей магистрали. С учетом этого обстоятель­

ства для организации канала звукового вещания, первого класса

в пределах первичной стандартной группы выделяется полоса ча­

стот 84—96 кГц;

а второго .класса — 88—96 кГц. Перенос спектра

сигнала вещания

в спектр исключаемых из эксплуатации каналов

МККТТ рекомендует

осуществлять с помощью

преобразователя

с несущей частотой

96 кГц. Это преобразование

осуществляется

в аппаратуре АВ-2/3, которая подключается на вход групповой части многоканальной системы передачи. На приемной станции эта аппаратура подключается на выход групповой части и осу­ ществляет обратное преобразование.

Кроме того, передача сигналов звукового вещания может быть организована в исходной полосе частот по специальным симмет­ ричным экранированным парам с легкой пупинизацией. Так как АЧ и ФЧ характеристики и волновое сопротивление кабеля резко изменяются с частотой и зависят от температуры, в схеме уси­ лителей необходимо использовать устройства для согласования сопротивлений усилителя и кабеля, а для коррекции АЧХ и ФЧХ помимо основных корректоров использовать дополнительные, компенсирующие температурные изменения характеристик кабе­ ля. Чтобы решение задач согласования и коррекции не вызывало чрезмерных затруднений, спектр сигналов звукового вещания вы­ бирается равным 50—8000 Гц. Этот метод организации канала звукового вещания очень дорог и по этой причине имеет огра­ ниченное применение. Кроме того, наличие пупииизации не поз­ воляет организовать передачу более широкой полосы частот. До­ стоинством этого метода является относительная простота вы­

деления канала

звукового вещания в любом промежуточном

пункте.

 

4.5

Каналы телевизионного вещания

Каналы телевизионного вещания, создаваемые для обмена те­ левизионными программами, организуются на "базе линейных трак­ тов систем передачи по коаксиальным кабелям, радиорелейным линиям связи и линиям связи через искусственные спутники земли.

Как отмечалось выше, кадр телевизионного изображения' со­

держит 625 строк

и составляется из двух полей (полукадров)

с чересстрочным

чередованием. Номинальное значение частоты

разложения по строкам равно

15,625 кГц. Для передачи такого

сигнала требуется полоса частот

от 50 Гц до 6 МГц.

В системах передачи по коаксиальному кабелю, канал телевизионного ве­ щания организуется взамен сотен каналов ТЧ. Сигналы телевизионного веща­ ния передаются совместно с другими канальными сигналами по общему ли­ нейному тракту. Для преобразования спектра видеосигнала (50 Гц—6 МГц)

в линейный спектр частот используется AM, обеспечивающая минимальную' ширину полосы частот модулированного сигнала. Поскольку нижняя частота видеоспектра равна 50 Гц, полностью подавить одну из боковых полос на удается, так как частотный промежуток между боковыми полосами составляет всего 100 Гц. Поэтому уменьшения требуемой для передачи сигнала телеви

знойного вещания ширины линейного спектра

добиваются путем использова­

ния метода передачи одной боковой полосы с

частичным подавлением другой.

В системах передачи К-1920 и К-3600 для организации канала телевизионного вещания используется спектр 1,891—8,491 МГц. Так как полосы частот, за­ нимаемые видеосигналом и сигналом в линии частично перекрываются, то пре­ образование осуществляется с помощью двух ступеней. После первого преоб­

разования полосовым

фильтром выделяются

нижняя

боковая полоса частот,

часть верхней боковой

полосы (шириной 0,6

МГц) и

остаток тока несущей ча­

стоты. Этот сигнал преобразуется вторым преобразователем, после чего ФНЧ выделяет нижнюю боковую полосу, являющуюся спектром линейного сигнала, Фильтр должен иметь кососимметричную характеристику в -полосе частот, в ко­ торой осуществляется передача двух боковых полос (1,891—3,091 МГц), бла­ годаря чему в этой полосе частот результирующие коэффициенты передачи для составляющих сигнала, расположенных симметрично относительно виртуально» несущей 2,491 МГц, имеют одинаковые значения. На приемной станции те же преобразования осуществляются в обратном порядке.

Для получения достаточно высокого качества телевизионной передачи канал телевизионного вещания должен иметь опреде­ ленные характеристики. Нормируются эти характеристики в со­ ответствии с рекомендациями МККТТ для эталонной цепи ко­ аксиального кабеля протяженностью 2500 км, имеющей два пе­ реприема по видеоспектру.

Номинальная величина остаточного затухания канала телеви­ зионного вещания на частоте 240 кГц должна быть порядка 0±0,9 дБ. Неравномерность АЧХ канала телевизионного вещания должна укладываться в пределы, приведенные на рис. 4,8, а не­ равномерность группового времени прохождения — в пределы, при­ веденные на рис. 4.9.

Р и с . 4.9

Р и с. 4.8

Минимально допустимая защищенность сигнала от взвешен­ ной флуктуационной помехи должна быть не ниже 57 дБ в течение 99% времени. Минимально допустимая защищенность сиг-

нала от периодической помехи должна быть не

менее: 30 дБ

для помехи в

полосе частот

50—100 Гц; 50 дБ

для

помехи

в

полосе частот

1,0—1000 кГц

и [50—4(fn—1)] дБ

для

помехи

в

полосе частот 1—6 МГц (здесь /„ — частота помехи). Номинальная величина входного сопротивления канала теле­

визионного вещания должна быть равна 75 Ом. Затухание не­ согласованности должно быть не менее 24 дБ относительно но­ минала.

МККТТ также устанавливает нормы на допустимые нелиней­ ные искажения и искажения переходных характеристик, которые определяются с помощью специальных испытательных сигналов.

4.6. Транзитные соединения каналов

Под транзитным соединением каналов понимается последова­ тельное соединение двух или более каналов для обеспечения об­ мена информацией между пунктами, не имеющими прямой связи.

При организации транзитных соединений необходимо выпол­ нить ряд мер для того, чтобы характеристики каналов удовле­ творяли существующим нормам. К этим мерам прежде всего от­ носится равенство входных сопротивлений и измерительных уров­ ней в точках сопряжения каналов.

Транзитные соединения подразделяются на транзитные соеди­ нения отдельных каналов (переприем по ТЧ) и групп каналов (переприем по ВЧ). Транзитные соединения отдельных каналов выполняются в спектре частот 300—3400 Гц по двухпроводной или четырехпроводной схеме. Этот вид транзита называется так­ же индивидуальным или низкочастотным. Двухпроводные инди­ видуальные транзитные соединения легко выполнимы и позволяют организовать транзит каналов любых систем передачи без ис­ пользования каких-либо дополнительных устройств. Сопряжение каналов осуществляется в точках с относительными уровнями —3,5 дБ'мО (рис. 4.10). Эти транзитные соединения можно про­

изводить непосредственно «а междугородных коммутаторах, по­ этому их используют при временных соединениях. Однако они ухудшают качество связи, так как при каждом соединении уве­ личивается число последовательно включенных замкнутых систем, что снижает устойчивость канала и увеличивает искажения от токов обратной связи. Кроме того, если для передачи первичного сигнала необходимы односторонние каналы, то этот вид тран­ зитного соединения использовать нельзя.

Четырехпроводные индивидуальные транзитные соединения ’(рис. 4.11) не имеют перечисленных выше недостатков. Они осу­ ществляются, как правило, в линейно-аппаратном цехе при пла­ новом или постоянном транзите. Соединение каналов осуществ-

Рис . 4.11

ляется между точками с относительными уровнями + 4 и * 13 дБмО, поэтому для обеспечения нормального режима рабо­ ты канала в точках транзитного соединения включаются удли­ нители. Как видно из рис. 4.М, в пункте осуществления тран­ зита дифференциальные системы выключаются. Этот вид тран­ зитного соединения широко используется на сети связи, так как практически не ограничивает числа возможных соединений, что особенно существенно при автоматической коммутации каналов. Однако он ухудшает АЧ и ФЧ характеристики составного ка­ нала, что связано с увеличением числа последовательно вклю­ чаемых полосовых канальных фильтров.

Транзитное соединение групп каналов или высокочастотный транзит осуществляется в спектрах частот первичного и вторич­ ного групповых, трактов. Его характерной особенностью явля­ ется то, что отпадает необходимость в использовании индиви­ дуального оборудования, сокращается число ступеней преобразо­ вания в пункте осуществления транзитного соединения, умень­ шаются шумы и частотные искажения по сравнению с низко­ частотным четырехпроводным транзитным соединением.

Для группового транзита из одной системы передачи в дру­ гую необходимо применять оборудование высокочастотного тран­ зита. Оно предназначено для выравнивания уровней в точках осуществления транзита, подавления токов соседних групп кана­ лов и токов контрольных частот, расположенных внутри переда­

ваемой полосы.

схемы транзитного оборудования первичных

Функциональные

я вторичных групп

приведены соответственно на рис. 4.12; а, б.

Оно состоит из двух плат: платы транзита первичных или вто­ ричных групп и платы режекторных фильтров. На плате'тран­ зита расположены полосовой фильтр, удлинители и, если это не­ обходимо, симметрирующие и согласовывающие трансформаторы.

но