double arrow

Диаграмма уровней и остаточное затухание канала

Уровни передачи и их классификация

Первичные сигналы электросвязи

Понятие о телекоммуникационных сетях

Телекоммуникационные сети – это системы передачи и распределения сообщений (СПРС), т.е.системы связи в широком смысле.

Принято считать,что сеть более сложная конструкция, чем система.

Телекоммуникационная сеть – это совокупность сетевых узлов, сетевых станций, соединяющих их линий передачи , узлов коммутации и оконечных пунктов, обеспечивающая доставку сообщения по заданному адресу с выполнением установленных требований по времени доставки, верности и надежности. Сетевые узлы организуются на пересечении нескольких линий передачи , в них устанавливается каналообразующее оборудование систем передачи и осуществляется переключение каналов или их групп,принадлежащих разным системам. Сетевые станции являются оконечными устройствами первичной сети и предназначены для подключения потребителей (вторичных сетей). В узлах(центрах) коммутации реализуется выбранный способ коммутации (коммутация каналов, сообщений или пакетов), в оконечных пунктах размещается оконечное оборудование(оборудование ввода/вывода).

Совокупность сетевых узлов, сетевых станций и соединяющих их линий передачи, образующих сеть типовых каналов передачи и сетевых трактов, называется первичной сетью. Первичная сеть является основой для построения вторичных сетей , которые различаются по виду передаваемых сообщений. Первичная сеть снабжает вторичные сети каналами передачи и физическими цепями.


Наряду с абсолютными единицами измерений сигналов ( например, мощность, напряжение , ток) в технике электросвязи используются относительные единицы, которые выражаются в логарифмической форме (уровни передачи). Уровни передачи подразделяются на относительные, абсолютные и измерительные.

Относительные уровни передачи:

- по мощности:

PОМ=, дБом (2.1)

- по напряжению:

PОН=, дБон (2.2)

- по току:

PОТ=, дБот , (2.3)

где Wx , Ux, Ix – мощность, напряжение и ток соответственно в измеряемой точке; Wо , Uо, Iо -мощность, напряжение и ток соответственно в отсчетной точке. Относительныеуровни передачи измеряются в децибелах относительных по мощности,напряжению и току(дБом, дБон, дБот).

Уровень передачи положителен, если соответствующие значения в измеряемой точке больше, чем в отсчетной; отрицателен, если меньше, чем в отсчетной и равен нулю, если они равны.

Уровни передачи называются абсолютными (PМ , PН ,PТ ), если за отсчетные приняты следующие значения:

1) Wo = 1 мВт;

2) Uo = 0,775 В;

3) Io = 1,29 мА.

Если абсолютный уровень передачи определяется на сопротивлении

Z = R = 600 Ом, то численно PМ = PН = PТ,что объясняется выбором отсчетных значений. Абсолютные уровни передачи по мощности, напряжению и току измеряются соответственно в дБм, дБн, дБт.

Связь между относительными PОМ и абсолютными уровнями передачи по мощности можно представить в следующем виде

, (2.4) где рмх – абсолютный уровень мощности в точке измерения (наблюдения) и рмо – абсолютный уровень мощности в точке отсчета. Как следует из формулы (2.4) относительныйуровень по мощностиравен разности абсолютных уровней по мощности в точке измерения и в точке, принятой за отсчетную. Аналогичным образом получаются выражение для связи относительных и абсолютных уровней по напряжению и току.

Измерительным уровнем называется абсолютный уровень в рассматриваемой точке при условии, что в начале тракта включен нормальный генератор, т.е. генератор гармонических колебаний определенной частоты с внутренним активным сопротивлением 600 Ом и ЭДС, равной 1,55 В. Если входное сопротивление канала активно и равно 600 Ом, то при подключении нормального генератора на входе канала оказывается абсолютный нулевой уровень.

Канал связи может быть представлен как каскадное соединение пассивных и активных четырехполюсников. В пассивных четырехполюсниках происходят потери энергии, в активных – ее увеличение. Для оценки изменения энергии в различных точках канала вводится понятие рабочего усиления Sp и рабочего затухания Ap.

Под рабочим затуханием четырехполюсника понимается отношение вида:

Ap=, дБ, (2.5)

где WГ – мощность, которую отдал бы источник сигнала согласованной с ним нагрузке;

WН - мощность, которая выделяется в нагрузке четырехполюсника в реальных условиях включения. В приведенном определении учитывается возможная несогласованность на входе и выходе четырехполюсника.

Рабочее усиление четырехполюсника определяется следующим выражением:

Sp=, дБ (2.6)

При проектировании и эксплуатации оборудования телекоммуникационных систем и сетей необходимо знать величины уровней сигнала в различных точках каналов и трактов. Чтобы охарактеризовать изменения мощности или напряжения сигнала при его прохождении по каналам и трактам пользуются диаграммой уровней – графиком, показывающим распределение уровней передачи сигнала при его прохождении по элементам оборудования каналов и трактов.

В качестве примера на рис.2.1 показана диаграмма уровней канала передачи, состоящего из усилителя передачи Успер с усилением равным Sпер, трех участков линии связи (среды распространения) длиной l1, l2 ,l3 с затуханием равным А1, А2, А3 соответственно,двух промежуточных усилителей Ус1,Ус2 с усилением S1 и S2 и усилителя приема Успр с усилением Sпр.

На диаграмме уровней отмечены характерные точки канала (тракта) передачи: вход канала с уровнем рвх; уровень передачи равный рпер = рвх + Sпер; уровни приема на входе i –го усилителя рпрi = рпер(i-1)Аi и уровни передачи на выходе i – го усилителя рперi = рпрi + Si; выход канала (тракта) с уровнем рвых. На диаграмме уровней указывается уровень помехи на входе i – го усилителя рпомi и величина защищенности на входе i – го усилителя равная

Азi = 10lg(Wпрi / Wпомi ) = рпрiрпомi , (2.7)

где Wпрi – мощность принимаемого сигнала на входе i – го усилителя и рпрi – уровень мощности сигнала на входе i –го усилителя; Wпомi – мощность помех на входе i – го усилителя и рпомi – уровень мощности помехи на входе i – го усилителя.Соотношение между уровнями сигнала на входе и выходе канала определяют его остаточное затухание, равное разности между суммой всех рабочих затуханий и суммой всех рабочих усилений, имеющихся в канале:

. ( 2.8)

Для того, чтобы обеспечить нормальную работу каналов и трактов, величины мощностей, напряжений и токов сигналов и соответствующие им уровни нормируют, нормируют также допустимые уровни помех. Следует учесть,что уровни сигналов и помех в различных точках канала будут различными. Поэтому, во избежание неопределенности все нормируемые величины относят к точке тракта передачи с нулевым измерительным уровнем. Уровни по мощности и напряжению, отнесенные к точке с нулевым измерительным уровнем, обозначают соответственно через дБм0 и дБн0. Приборы для измерения уровней передачи называются указателями уровнейи представляют собой обычные вольтметры, измерительная шкала которых и входные регуляторы отградуированы в уровнях мощности и напряжения.


Рисунок 2.1 - Диаграмма уровней и ее характерные точки


Сейчас читают про: