Структура потока E1 6 страница
Кроме того, помехи можно классифицировать следующим образом. 1. В зависимости от места возникновения помехи делятся на внутренние и внешние. К внутренним помехам, возникающим в узлах аппаратуры, относятся: собственные помехи; помехи нелинейного происхождения; помехи из-за попутных потоков, плохих контактов в местах соединений, переключений трактов (каналов). Внешние помехи обусловлены действием внешних источников помех: линейных переходов с параллельно проходящих цепей связи; линий электропередачи и электрифицированных железных дорог; промышленных установок; атмосферы; фона электропитающих установок; микрофонного эффекта. 2. В зависимости от формы помехи могут быть непрерывными и импульсными. Непрерывные по форме помехи характеризуются неравенством Umax>(3... 10)Ucp, а импульсные — неравенством umах> (100... 1000) Ucp, где Umax — максимальное, a Ucp — среднее напряжение сигналов помехи. 3. В зависимости от спектра своего сигнала помехи могут быть сплошными или дискретными (селективными). Сигнал сплошной помехи характеризуется распределением его мощности по широкому спектру частот (пример такой помехи — белый шум). Селективная помеха харатеризуется тем, что ее мощность сосредоточена либо на одной частоте, либо в очень узкой полосе частот. 4. По мешающему действию при передаче речи помехи подразделяются на шум и переходный разговор. Шум маскирует слабые звуки речи и тем самым уменьшает разборчивость передачи. Переходный разговор может быть невнятным и внятным. Прослушивание внятного чужого разговора отвлекает внимание абонентов и нарушает секретность связи, невнятный переходный разговор резко увеличивает шум в канале связи. При передаче дискретной информации мешающее действие помех приводит к ошибкам при приеме информации, уменьшает ее достоверность. Способы оценки действия помех. Для оценки действия помех могут использоваться следующие параметры. Защищенность A3 = l0lg(Pc/Pп) или A3=20lg(Uc/Uп), где Рс, Uс Рп, Uп. — мощности и напряжения сигнала и помех соответственно. Защищенность можно также вычислить через Уровни мощности сигнала и помехи: A3=pс—рп. мощности сигнала и помехи на входе и выходе четырехполюсника соответственно (например, усилителя, тракта, канала и т. д.). Физически эта величина показывает, во сколько раз уменьшается отношение мощности сигнала к мощности помехи при включении в тракт передачи сигнала данного четырехполюсника. Потери шумозащищенности где Аз.вх, Аз.вых — защищенность на входе и выходе четырехполюсника. Оценка помех с помощью псофометрического напряжения (от греческого слова «псофос» — шум) производится при передаче речи по телефонным каналам или каналам радиовещания. Оказывается, что чувствительность системы «телефон — ухо» неодинакова для разных частот спектра воспринимаемых сигналов (рис. 3.25), причем максимум чувствительности приходится на полосу частот 800... 1000 Гц. Если в телефонном канале действует помеха, то ее спектральные составляющие также по-разному воспринимаются системой «телефон — ухо». Отсюда и возникло определение псофометрического напряжения помех: это такое напряжение с частотой 800 Гц, которое по своему мешающему воздействию эквивалентно реально действующей помехе. Следовательно, псофометрическое напряжение в канале всегда меньше действующего: Unc = KпcU, где Кпс< 1 — псофометрический коэффициент. Для канала ТЧ /Спс = 0,75. Для измерения псофометрического напряжения применяют псофометр, который представляет собой вольтметр с квадратичным детектором. На входе вольтметра включен фильтр, АЧХ затухания которого соответствует требованиям МККТТ. Собственные помехи. К собственным помехам относятся шумы флуктуационного характера: тепловой, из-за дробового эффекта в эллектронных лампах и транзисторах и полупроводниковый. Из курса физики известно, что внутри проводника тепловые возникают вследствие хаотического теплового движения электронов со случайным распределением скоростей и направлений движения внутри проводника. Среднеквадратическое значение шумовой ЭДС по формуле Найквиста Спектр теплового шума характеризуется равенством амплитуд спектральных составляющих вплоть до частот 1012 Гц (так называемый белый шум). Рассмотрим источник теплового шума (например, резистор), нагруженный на нешумящее сопротивление Rn (рис. 3.27). Нетрудно видеть, что при условии R=RH в нагрузке RH выделяется максимальная мощность теплового шума, Вт: Определим из (3.19) абсолютный уровень мощности теплового шума при комнатной температуре (7'=293К): В частности, для канала ТЧ из (3.20) Рт.ш =—139 дБм. Дробовый шум возникает из-за случайных отклонений коллекторного (анодного) тока транзнсторов (электронных ламп) от «среднего значения. Спектр этого шума такой же широкий, как и спектр теплового шума. Полупроводниковый шум вызван неоднородностью поверхности коллектора транзистора, в результате чего возникают, случайные флуктуации коллекторного тока. Мощность этого шума приблизительно обратно пропорциональна частоте; на частотах выше 10 кГц она очень мала и в расчетах не учитывается. Накопление собственных помех в линейном тракте. линейном тракте каждый ЛУС в точности компенсирует затухание прилегающего участка линии: S1= ayчl, S2 = ayч2.....Sn = аучn. Следовательно, линейный тракт становится «прозрачным» для собственных помех с выхода каждого ЛУС: мощность помехи Рс.п с выхода ЛУС1 будет передана на выход тракта, то же произойдет с Рс.п2 и т. д. Так как помехи от разных ЛУС между собой не коррелированы, то на выходе тракта их мощности складываются: При одинаковых длинах участков линий их затухания одинаковы: Pc.пl = Рс.п2 =... = Яс.пn = Реп и Pc.nΣ (0) = nРс.п. (3.25) Результирующий уровень собственной помехи, соответствующий мощности Pc.ns(0), Pc.n.p=101g(/3c.ns(0)/l мВт. Выразим Аг.пя(О) из (3.25), а Реп,-(О) из (3.23). Тогда Помехи от линейных переходов. Основной причиной возникновения помех от линейных переходов является электромагнитное влияние между параллельными цепями воздушных и кабельных линий связи. Эти влияния могут привести к резкому ухудшению качества связи, особенно при совпадении спектров влияющего и подверженного влиянию каналов. Понятно, что помехи от линейных переходов особенно существенны при организации связи с помощью симметричных кабелей и воздушных линий. Определение защищенности участка линии связи. При организации связи по двухпроводной, двухполосной системе оконечное оборудование СП (особенно на воздушных линиях) принято разделять на станции А и Б. При этом передача по параллельным цепям от А к Б ведется с запада на восток и с севера на юг. Тем самым исключаются переходы на ближний конец от влияющих одноименных СП. Однако даже в двухкабельных системах защищенность на дальнем конце может оказаться недостаточной. Тогда, если спектры влияющего и подверженного влиянию каналов совпадают, переходные влияния могут привести к появлению внятных переходных разговоров, которые отвлекают внимание слушающего абонента. Для борьбы с внятными переходами применяют инверсию и сдвиг полос частот в линейныхс пектрах СП, работающих на параллельных цепях. Смысл инверсии частот поясняет рис. 3.33. Здесь FH, FB,— граничные частоты спектра исходного сигнала; ƒH I, ƒB I — граничные частоты линейного спектра этого сигнала во влияющей цепи; ƒH ΙΙ, ƒв ІІ — граничные частоты линейного спектра в цепи, подверженной влиянию; ƒoІ, ƒoІІ — виртуальные несущие, преобразующие исходный сигнал в линейный спектр в первой и второй СП соответственно: ƒhi=ƒ0i+Fh; ƒвІ=ƒ0І + Fв. Как видно из рисунка, линейный спектр канала в цепи, подверженной влиянию, инвертирован относительно линейного спектра вс влияющей цепи. Поэтому после демодуляции на выходе канала СП, подверженной влиянию, возникнут колебания с частотами Нелинейные помехи. Источниками нелинейных помех являются узлы групповых устройств, содержащие нелинейные элементы, т. е. элементы, вольт-амперные характеристики которых не подчиняются закону Ома,— диоды, транзисторы, катушки с ферромагнитными сердечниками и т. д. В линейных трактах СП основными источниками нелинейных помех являются линейные усилители. Так как число ЛУС в линейном тракте весьма велико, эти помехи, накапливаясь от участка к участку, могут резко ухудшить качество каналов и трактов СП. Для оценки нелинейных свойств ЛУС рассматривают его амплитудную характеристику (рис. 3.34). Рабочая точка выбирается на линейном участке характеристики (на рис. 3.34 от 0 до Uп).При превышении порогового напряжения форма сигнала резко изменяется (рис. 3.35), на выходе усилителя появляются колебания с частотами, которых не было во входном сигнале. Например, если на вход усилителя подается сигнал, содержащий частоты ƒx, ƒy, ƒz, то на его выходе кроме, полезного сигнала с частотами ƒx, ƒy, ƒz возникнут гармонические колебания с частотами kƒx, kƒy, kƒz (k = 2,3,...) и комбинационные колебания pƒx±gƒy±mƒZt где р, g, z = 1,2,3. Эти колебания и являются нелинейными помехами, так как они распределяются по всему линейному спектру СП и могут вызвать нелийные переходы между каналами и дополнительные нелинейные шумы в каждом канале. Поэтому напряжение сигнала не должно превышать порога перегрузки усилителя Uп или соответствующий этому напряжению уровень рп. По определению МККТТ порогом перегрузки называют уровень мощности р„ на выходе ЛУС, при котором увеличение уровня сигнала на входе ЛУС на 1 дБ вызывает увеличение уровня третьей гармоники на выходе ЛУС на 20 дБ. Однако нелинейные помехи возникают даже в том случае, если амплитуда сигнала не превышает порога перегрузки, так как линейный участок амплитудной характеристики ЛУС (см. рис. 3.34) является квазилинейным. Для количественной оценки нелинейных свойств ЛУС на этом участке используют затухание нелинейности по второй и третьей гармоникам: Все величины в этих соотношениях вычисляют или замеряют на выходе ЛУС: P1г, Р2г, Р3г, U1г, U2г, U3г — мощности и напряжения первой, второй и третьей гармоник соответственно; рпер = 101(Р1г/1мВт)—уровень передачи сигнала; р2г, р3г — уровни второй и третьей гармоник. Предприятия, изготовляющие ЛУС, обычно нормируют значения а2г и а3г в ТНОУ и обозначают их как а2го и а3го. Существуют следующие соотношения: a2г-a2го-Pпер; а3г = а3го-2Рпер. Методы уменьшения влияния нелинейных помех. Методы применяемые для уменьшения влияния нелинейных помех имеют целью предотвратить перегрузку ЛУС. Эти методы можно разделить на организационные и технические. Организационные методы: нормирование в ТНОУ каналов ТЧ средней мощности Рср сигналов различных видов информации. Например, для сигнала речи Рср = 32 мкВт, для сигналов вещания РсР=920 мкВт и т. д.; распределение каналов ТЧ, занятых под передачу различных видов информации, при котором максимальная средняя мощность в ШОУ в линейном тракте не превышает допустимых значений Технические методы: введение в ЛУС глубокой отрицательной обратной связи. При этом затухание нелинейности в ЛУС с ООС А'nг увеличивается: A'nг=аnг+В, где В-глубина ООС; n - номер гармоники; аnг- затухание нелинейности в ЛУС без ООС; включение ограничителей амплитуд (ОА) на входе индивидуального модулятора каждого канала. При этом ОА ограничивает пиковые значения таких сигналов, как речь, вещание и т п Импульсные помехи. Импульсной помехой в канале ТЧ называется кратковременное импульсное напряжение, амплитуда которого значительно превышает амплитуду полезного сигнала. Источниками импульсных помех являются: кратковременные обрывы в канале из-за ненадежных контактов в коммутирующих устройствах, плохих паек, и т. д.; грозовые разряды в районе залегания кабеля; значительные перегрузки линейного тракта, приводящие к возникновению случайных импульсных последовательностей; высоковольтные линии передачи и электрифицированные железные дороги. Основное воздействие импульсные помехи оказывают на передачу дискретной информации. При этом возникают ошибки, составляющие 10... 12% общего числа принятых информационных импульсов. При передаче речи либо звукового вещания импульсные помехи прослушиваются как отдельные щелчки либо потрескивания. По рекомендации МККТТ допускается 70 импульсных помех в час или 18 импульсных помех за 15 мин. Для снижения интенсивности импульсных помех проводят следующие мероприятия: увеличивают защищенность между парами симметричного кабеля до 60 дБ и выше; защищают линию связи от грозовых разрядов и электрифицированных железных дорог, укорачивают усилительный участок, прилегающий к АТС. Атмосферные помехи. Этот вид помех является основным в каналах ТЧ аналоговых систем передачи на воздушных линиях. Источниками атмосферных помех являются грозовые разряды, магнитные, песчанные, снежные бури, полярное сияние и т. д. Средний уровень атмосферных помех на выходе усилительного участка не зависит от метеорологических условий, затухания участка линии связи, а также от диаметра проводов и профиля воздушной линии. Этот уровень зависит только от спектра, в котором он измеряется. Уровни атмосферных помех значительно выше собственных шумов в канале ТЧ. Поэтому для обеспечения необходимой помехозащищенности на выходе ЛУС передачи устанавливаются весьма высокие по сравнению с кабелем уровни передачи. Допустимые значения напряжения атмосферной помехи Un нормируются не в ТНОУ, а в точке двухпроводного окончания канала, где измерительный уровень равен —7 дБм. Допустимое значение напряжения атмосферной помехи для магистрали линий L определяют из формулы Одним из методов повышения защищенности от атмосферных помех является включение компандеров в каналы ТЧ. Компандеры состоят из двух устройств: компрессора и экспандера. Компрессор (К) включают на входе четырехпроводного тракта канала перед индивидуальным модулятором, экспандер (Э) включают после демодулятора на выходе четырехпроводного тракта (рис. 3.36). Вне зависимости от того, включен или выключен компандер, диаграмма уровней канала линейно нарастает от —13 дБ на входе канала до 4,3 дБ на его выходе (рис. 3.37). Эта линия называется линией нулевого усиления. Если компандер включен, то компрессор понижает все уровни выше —13 дБ и повышает уровни сигнала более низкие, чем —13 дБ. На рис. 3.37 уровень сигнала —25 дБ компрессор поднимает на ∆р≈12 дБ. Приблизительно на столько же увеличивается защищенность от атмосферных помех А'3 =А3+ 12 дБ. Экспандер вновь понижает этот уровень до величины, которая была бы при выключенном компандере. Уровени, расположенные выше линии нулевого усиления,. экспандер поднимает до их номинального значения. В режиме молчания экспандер снижает уровень атмосферной помехи рп на ∆р. Недостатком применения компандера является увеличение нелинейных искажений в канале, так как и компрессор, и экспандер содержат нелинейные элементы.
70. Топология сетей СЦИ. Технология синхронной цифровой иерархии (СЦИ/SDH) является базовой для построения современных цифровых транспортных сетей, как для корпоративных сетей различного масштаба, так и для сетей связи общего пользования. Основные принципы построения таких сетей и их архитектуры хорошо известны. Однако дальнейшее совершенствование технологии SDH и новые возможности аппаратуры последнего поколения основных производителей оборудования SDH, позволяют по-новому взглянуть на развитие архитектуры транспортных сетей СЦИ/SDH. 71. Основные параметры циклических кодов. Циклические коды Хемминга и БЧХ. Циклическим кодом называется линейный блоковый (n,k)-код, который характеризуется свойством цикличности, т.е. сдвиг влево на один шаг любого разрешенного кодового слова дает также разрешенное кодовое слово, принадлежащее этому же коду и у которого, множество кодовых слов представляется совокупностью многочленов степени (n-1) и менее, делящихся на некоторый многочлен g(x) степени r = n-k, являющийся сомножителем двучлена xn+1. Циклический код может быть задан порождающей и проверочной матрицами. Для их построения достаточно знать порождающий g(x) и проверочный h(x) многочлены. Одна из основных задач, стоящих перед разработчиками устройств защиты от ошибок при передаче дискретных сообщений по каналам связи является выбор порождающего многочлена g(x) для построения циклического кода, обеспечивающего требуемое минимальное кодовое расстояние для гарантийного обнаружения и исправления t-кратных ошибок. Код Хэмминга строится таким образом, что к имеющимся информационным разрядам слова добавляется определенное число контрольных разрядов, которые формируются перед записью слова в ОП и вместе с информационными разрядами слова записываются в память. где x1, х3 и т. д. — двоичные символы, размещенные в разрядах с порядковыми номерами 1, 3 и т. д. Появление 1 во втором разряде (справа) корректирующего числа означает ошибку в тех разрядах слова, порядковые номера которых (2, 3, 6, 7, 10, 11, 14, 15 и т. д.) имеют 1 во втором справа разряде. Поэтому вторая операция кодирования, позволяющая найти второй контрольный разряд, которому должен быть присвоен какой-либо порядковый номер из группы 2, 3, 6, 7, 10, 11 и т. д., имеет вид Рассуждая аналогичным образом, можно определить все другие контрольные разряды путем выполнения операций
|