МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ, СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

МОСКОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ

Кафедра многоканальных телекоммуникационных систем

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине

Инфокоммуникационные системы и сети

Выполнил:

Студент гр. БСС1952

Проверил:

Старший преподаватель

Зятина Наталья Сергеевна

Москва, 2021

Вариант 05

Задание 1.

Мощность сигнала в ТНОУ равна 32 мкВт0. Рассчитайте:

1. Абсолютные уровни мощности и напряжения этого колебания в точке канала ТЧ с относительным уровнем p₀ = 2B–9 = 1 дБом на сопротивлении нагрузки

Решение: R = 50+(AB)² = 75 Ом.

2. Действующее значение напряжения сигнала в этой точке (в мВ) и мощность в нагрузке (в мкВт).

Решение:

ТНОУ – точка нулевого относительного уровня по мощности. Нулевой абсолютный уровень соответствует мощности P₀ = 1 мВт. Находим абсолютный уровень мощности сигнала в ТНОУ:

–14,95 дБм0.

Абсолютный уровень мощности сигнала в нагрузке:

p_м.нагр = p_0.тноу + p₀ = –14,95 + 1 = –13,95 дБм.

Мощность в нагрузке:

P_нагр = P₀ * 10^{p / 10} = 10^–3 * 10^–1,395 = 4,03*10^–5 Вт = 40,3 мкВт.

Действующее значение напряжения в нагрузке

= 0,055 В = 55 мВ

Уровень мощности в нагрузке:

–23 дБн.

Задание 2.

Линейный тракт оптической телекоммуникационной системы содержит оптические передатчик и приемник, один промежуточный оптический усилитель, а также два одинаковых кабельных участка: один между передатчиком и усилителем, другой между усилителем и приемником.

1. Постройте диаграмму уровней линейного тракта.

2.Рассчитайте необходимое усиление усилителя, а также оптическое отношение сигнал/помеха и величину помехозащищенности на входе усилителя (в дБ).

Исходные данные:

абсолютный уровень мощности сигнала на выходе передатчика p_пер = B–4 = 1 дБм;

длина каждого кабельного участка l = 40+AB = 45 км;

коэффициент затухания оптического волокна (включая затухание сростков)

 = 0,35+0,1*A = 0,35 дБ/км;

мощность оптической помехи, приведенной к входу усилителя, составляет 10000 пиковатт.

Решение.

Для оптических линейных трактов обычно строят диаграмму абсолютных уровней средней мощности оптического сигнала (рис. 1). Необходимое усиление промежуточного усилителя будем считать равным затуханию на одном кабельном участке:

S = –p_отн = l = 0,35*45 = 15,75 дБ

Абсолютный уровень мощности сигнала на входе усилителя:

p_вх = p_пер + p_отн = 1 – 15,75 = –14,75 дБм.

Рис. 1. Диаграмма уровней линейного тракта.

Мощность сигнала на входе усилителя:

P_с = P₀ * 10^{p / 10} = 10^–3 * 10^–1,475 = 3,35*10^–5 Вт = 33,5 мкВт.

Оптическое отношение сигнал/помеха на входе усилителя:

P_с / P_п = 3,35*10^–5 / 10^–8 = 3350

Величина помехозащищенности на входе усилителя (в дБ):

A_з = 10*lg(P_с / P_п) = 10*lg(3350) = 35,25 дБ.

Задание 3.

К каждому двухпроводному окончанию дуплексного канала ТЧ подключена своя линия с комплексным входным сопротивлением Z_A = R_A – jX_A.

Рассчитайте:

1. Запас устойчивости канала.

2. Время запаздывания и затухание первого эха говорящего.

Будут ли мешать эхосигналы говорящему абоненту?

Исходные данные:

активная и емкостная составляющие комплексного входного сопротивления двухпроводной линии на ближнем конце (где располагается говорящий абонент)

R_A1 = X_A1 = 300+3*(AB) = 315 Ом;

на удаленном конце

R_A2 = X_A2 = 700–3*(AB) = 685 Ом;

время распространения сигнала в одном направлении (ГВП)

T_р = 15+(AB)/2 = 17,5 мс;

сопротивление балансного контура каждой дифсистемы равно 600 Ом (активное), а остаточные затухания в обоих направлениях соответствуют номиналу.

Решение.

Остаточные затухания в обоих направлениях соответствуют номиналу:

A_ост1 = A_ост2 = 7 дБ

Затухания отражения (балансные затухания) дифсистем выражаются формулой:

где Z_б = 600 Ом – сопротивление балансного контура, Z_A – входное сопротивление линии:

Z_A1 = R_A1 – jX_A1 = 315 – 315 j (Ом), Z_A2 = R_A – jX_A = 685 – 685 j (Ом).

= 20 lg 2,278 = 7,15 дБ;

= 20 lg 2,11 = 6,48 дБ.

Запас устойчивости двухпроводного канала ТЧ равен сумме остаточных затуханий противоположных направлений передачи и затуханий отражений в точках подключения двухпроводных линий на противоположных сторонах:

X = A_ост1 + A_отр2 + A_ост2 + A_отр1 = 7 + 6,48 + 7 + 7,15 = 27,63 дБ.

Рис. 2. Первое эхо говорящего.

Схема образования первого эха говорящего показана на рис. 2. Таким образом,

время запаздывания:

T_эг1 = 2T_р = 2*17,5 = 35 мс;

затухание:

A_эг1 = A_ост1 + A_отр2 + A_ост2 = 7 + 6,48 + 7 = 20,48 дБ

Чтобы сделать заключение о мешающем влиянии эхосигналов, воспользуемся эмпирической формулой для минимально допустимого затухания эха:

A_эг.доп = 2,58*(T_эг1)^0,5 – 0,0286*(60 – T_эг1) = 2,58*(35)^0,5 – 0,0286*(60 – 35) = 14,55 дБ.

A_эг1 > A_эг.доп, следовательно, эхо говорящему не мешает.