I. Основная литература

1. Берлин А.Н. Коммутация в системах и сетях связи. – М.: Эко-Трендз, 2006. – 344 с.

2. Метрология, стандартизация и измерения в технике связи: Учеб.пособие для вузов/Под ред. Б.П.Хромого. – М.: Радио и связь, 1986. – 424 с.

3. Инструментальные измерения каналов, трактов и линий связи. Нормирование, методика измерения и оценка основных параметров. – М. ВИ, 1984. – 128 с.

4.Кушнир В.Ф. Измерения в технике связи. Учебник для вузов. Изд.2-е, М. «Связь», 1976. – 432 с.

II. Дополнительная литература

1. Шварцман В.О. Электрические измерения междугородных, городских и сельских линий связи. М., Связь, 1972. – 272 с.

2. Кукуш В. Д. Электрорадиоизмерения: Учебное пособие для вузов.  М: радио и связь, 1985.  368 с.

3. Мирский Г. Я. Электронные измерения. 4-е изд., перераб.  М: Радио и связь, 1986.  440 с.

1. Введение в курс «основы телефонометрии»

1.1. Цели и задачи измерений. Методика нормирования каналов связи.

Основной целью измерений, выполняемых в системах связи, является проверка работоспособности всех узлов системы и обеспечение высокого качества передачи и воспроизведения информации различного вида. Данную цель можно достичь при условии, что тракт передачи в целом и все его составляющие удовлетворяют определенным требованиям. Эти требования нормируются, т.е. устанавливается перечень параметров и характеристик, их значения и характер поведения, а также допуски, в пределах которых должны находиться значения тех или иных параметров. Таким образом, обеспечение необходимого качества связи сводится к поддержанию ряда электрических параметров, которые поддаются объективной количественной оценке. Целью измерений является экспериментальное определение значений этих электрических параметров и характеристик и сравнение их с допустимыми значениями.

Согласно основным положениям Единой автоматизированной сети связи (ЕАСС) страны каналы и тракты являются универсальными, т.е. в системе может передаваться информация различного вида (речь, телевидение, передача данных) с помощью различных сигналов. Каждый вид сигналов определяется (описывается) своими специфическими характеристиками, а система передачи должна обеспечивать высокое качество передачи независимо от вида сигнала. Поэтому нормируемые параметры системы передачи не должны зависеть от вида передаваемых сигналов, а должны характеризовать ее пригодность к передаче любого вида информации.

Для введения нормируемых параметров используют следующую модель системы. Тракты и каналы передачи полезных сигналов, а также пути распространения помех практически всегда можно представить в виде четырехполюсника, и поэтому основные характеристики каналов и трактов соответствуют характеристикам четырехполюсника, теорию которых мы повторяли в курсе «Направляющие системы электросвязи».

Рассмотрим вопрос о различных видах измерений, выполняемых в системах передачи информации. Измерения характеристик системы и ее составляющих проводят при строительстве и монтаже, чтобы отбраковать изделия, не удовлетворяющие требованиям технических условий, и устранить допущенные при строительстве и монтаже повреждения и ошибки. По окончании монтажа станционной аппаратуры проводят настроечные измерения, подтверждающие правильность регулировок. Измерения параметров трактов и каналов, находящихся в эксплуатации, проводят в порядке профилактики для подтверждения стабильности характеристик либо для определения характера и мест повреждения. Контрольные измерения выполняют, как правило, без нарушения работы системы в дополнение к предусмотренным в аппаратуре устройствам непрерывного контроля. При обнаружении показателей, которые не удовлетворяют эксплуатационным нормам, осуществляется настройка с закрытием связи, после которой все электрические характеристики должны соответствовать значениям, указанным в настроечных нормах.

Все указанные измерения выполняются в соответствии с требованиями ГОСТ и соответствующих инструкций, утвержденных Министерством связи. Эти же документы регламентируют методику измерений и типы измерительной аппаратуры.

Многоканальные системы, используемые в настоящее время для организации связи большой протяженности, действуют по принципу частотного разделения каналов, при котором сигналу каждого канала выделяется определенная часть полосы частот, передаваемой по линии. Системы с различной шириной используемой полосы сравниваются по числу каналов тональной частоты (ТЧ) шириной 3,1 кГц (от 0,3 до 3.4 кГц, общая ширина полосы с промежутком между соседними каналами ТЧ составляет 4 кГц), т.е. канал ТЧ является единицей оценки пропускной способности системы.

Канал тональной частоты (канал ТЧ) — это совокупность технических средств (аппаратуры) и среды распространения (физическая цепь и т.д.), обеспечивающая передачу электрических сигналов связи с эффективно передаваемой полосой частот (ЭППЧ) 0,3 — 3,4 кГц.

Для канала ТЧ ЕАСС нормируется 19 параметров. Самыми важными из них являются:

– эффективно передаваемая полоса частот. Для канала ТЧ ЭППЧ должна быть 300-3400 Гц, ширина – 3100 Гц. – ГОСТ 21655-87;

Эффективно передаваемая полоса частот — полоса частот, остаточное затухание на крайних частотах которой отличается от остаточного затухания на частоте 800 Гц не более чем на 1 Нп (1 Нп = 8,69 дБ, 1 дБ = 0,115 Нп) при максимальной дальности связи, свойственной данной системе.

Ширина ЭППЧ определяет качество телефонной передачи, и возможности использования телефонного канала для передачи других видов связи. В соответствии с международным стандартом для телефонных каналов многоканальной аппаратуры установлена ЭППЧ от 300 до 3400 Гц. При такой полосе обеспечивается высокая степень разборчивости речи, хорошая естественность её звучания и создаются большие возможности для вторичного уплотнения телефонных каналов.

– входное сопротивление;

– остаточное затухание (ОЗ) канала;

Остаточное затухание — это рабочее затухание, определяемое как разность между суммой всех затуханий (взятых со знаком +) и суммой всех усилений (взятых со знаком +) в КТЧ (канал тональной частоты) определяемых на опорной частоте. Остаточное затухание равно разности мощности Р₁ на входе и мощности Р₂ на выходе участка цепи, выраженное в дБ. Рабочее затухание определяется по формуле

где P1 – кажущаяся мощность, которую может отдать генератор на согласованную с ним нагрузку. Величины Р1 и Р2 связаны с величиной ЭДС генератора Е и напряжением на нагрузке Uн известными соотношениями:

где Zн и Zr - модули полных сопротивлений генератора и нагрузки.

Опорная частота в аналоговом КТЧ 800 Гц, а опорная частота в цифровом КТЧ равна 1100 Гц. В цифровом КТЧ нестабильность остаточного затухания составляет +/- 0.5 дБ. В аналоговом КТЧ нестабильность остаточного затухания составляет до 2.2 дБ. Допустимое остаточное затухание в 2-х проводной абонентской линии равно +7 дБ, а в 4-х проводной — −17 дБ.

Конец 1 лекции (08.02.10)

Лекция №2 (15.02.10)

Кажущаяся мощность (полная мощность) (ВА) (подробно в учебнике Попова 2003г, стр.110-112) - термин, используемый в случае, когда ток и напряжение находятся в разных фазах или имеют несинусоидальную форму, что обуславливает протекание реактивных составляющих токов в цепях. В результате говорят о кажущейся мощности и выражают ее в Вольт-амперах (ВА). Полная мощность равна произведению действующих значений тока и напряжения на зажимах цепи.

Если к источнику напряжения с ЭДС E и активным внутренним сопротивлением r подключена нагрузка с сопротивлением R, то ток, напряжение и мощность в нагрузке выражаются следующим образом:

- это режим согласованной нагрузки.

Режимы работы канала ТЧ

Режим канала ТЧ	Уровень на входе канала Рвх, дБ/Нп	Уровень на выходе канала Рвых, дБ/Нп	Остаточное затухание Ar, дБ/Нп	Выражение для остаточного затухания Ar = Pвх – Pвых = = Σ|Pзатух| - Σ|Русил|
2ПР ОК	0/0	−7.0/-0.8	+7.0/+0.8	Ar = 0 – (-7.0) = +7.0 – это затух. на 7 дБ
2ПР ТР	−3.5/-4	−3.5/-4	0/0	Ar = -3.5 – (-3.5) = 0 – это затух. на 0 дБ
4ПР ОК	−13/-1.5	+4.0/+0.5	−17.0/-2.0	Ar = -13 – (-4.0) = -17.0 – это усил. на 17 дБ
4ПР ТР	+4.0/+0.5	+4.0/+0.5	0/0	Ar = +4.0 – (+4.0) = 0 – это затух. на 0 дБ

Назначение режимов

2 ПР. ОК — для открытой телефонной связи при отсутствии транзитных удлинителей;

Различают два плана нумерации — открытый и закрытый. При открытом плане нумерации местное телефонное соединение устанавливается набором только местного номера без набора национального номера. При закрытом плане нумерации набор национального номера необходим для телефонного соединения любого вида — местного, внутризонового, междугороднего.

2 ПР. ТР — для временных транзитных соединений открытых телефонных каналов, а также для оконечной связи при наличии на телефонном коммутаторе транзитных удлинителей;

4 ПР. ОК — для использования в сетях многоканального тонального телеграфа, закрытой телефонной связи, передачи данных и т.п., а также для транзитных соединений при значительных длинах соединительных линий;

4 ПР. ТР — для долговременных транзитных соединений.

– отклонение среднего значения ОЗ от номинального;

– среднеквадратическое отклонение ОЗ во времени от среднего значения на частоте 800 Гц;

– зависимость ОЗ от частоты (амплитудно–частотная характеристика (АЧХ) ОЗ);

– искажение частоты;

– скачкообразные изменения фазы во времени;

– абсолютное групповое время запаздывания (ГВЗ). ГВЗ определяется как производная фазы по частоте, и измеряется в секундах: 

[c];

– частотная характеристика отклонения группового времени запаздывания (ЧХ ГВЗ);

– амплитудная характеристика - зависимость амплитуды сигнала на выходе устройства (прибора) от амплитуды сигнала на его входе;

– нелинейные искажения - искажения, проявляющиеся в появлении в частотном спектре выходного сигнала составляющих, отсутствующих во входном сигнале. Нелинейные искажения представляют собой изменения формы колебаний, проходящих через электрическую цепь (например, через усилитель или трансформатор), вызванные нарушениями пропорциональности между мгновенными значениями напряжения на входе этой цепи и на ее выходе. Это происходит, когда характеристика выходного напряжения нелинейно зависит от входного напряжения. Количественно нелинейные искажения оцениваются коэффициентом нелинейных искажений или коэффициентом гармоник. Типовые значения КНИ: 0% — синусоида; 3% — форма, близкая к синусоидальной; 5% — форма, приближенная к синусоидальной (отклонения формы уже заметны на глаз); до 21% — сигнал трапецеидальной или ступенчатой формы; 43% — сигнал прямоугольной формы.

– величина взвешенной (псофометрической) и невзвешенной мощности (напряжения) шума на выходе канала или шумовая защищенность - шумовая защищённость при Н % надёжности по замираниям. Надёжность по замираниям Н % определяет процент времени, в течение которого шумовая защищённость каналов ТЧ находится в пределах нормы;

– защищенность от внятных переходных помех;

– защищенность от внятных переходных помех между разными направлениями передачи канала.

_________________________________________________________

Даже этот неполный перечень дает представление о многообразии нормируемых параметров только для канала ТЧ. Соответствующий ГОСТ нормирует также требования и электрические параметры сетевых групповых трактов.

Приведенные параметры обеспечивают объективную оценку канала ТЧ. Однако на качество работы аппаратуры передачи данных влияет и ряд других параметров, которые нормируются для вновь проектируемых систем передачи:

– величина и частость импульсных помех;

– глубина и частость кратковременных изменений уровня сигнала;

– скачкообразное изменение фазы передаваемого сигнала;

– защищенность от продуктов паразитной модуляции током промышленной частоты;

– коэффициент ошибок передачи сигналов двоичного кода.