книги из ГПНТБ / Бородич, Сергей Владимирович. Радиорелейная связь учебник для техникумов связи

т. е. частота разговорного тока на выходе канала будет отли­ чаться от частоты на входе на величину расхождения несущих частот передачи и приёма.

токов, в канале всегда присутствуют посторонние токи, вызывае­ мые различными причинами. Эти посторонние токи создают в телефоне слышимый шум, мешающий телефонному разговору и ухудшающий качество связи. Различают так называемые собст­ венные шумы канала и шумы, вызываемые разговорными тока­ ми, передаваемыми по другим каналам. Собственные шумы су­ ществуют в канале независимо от передачи разговорных токов по другим каналам. Основной составляющей собственных шумов в канале радиорелейной линии являются собственные шумы ра­ диоаппаратуры, главным образом, радиоприёмных устройств, т. е. тепловые шумы сопротивлений и электронных ламп. Эти шумы называют тепловыми или флуктуационными шумами.

Другими составляющими собственных шумов канала явля­ ются шумы питания аппаратуры (фон), шумы от плохих контак­ тов в аппаратуре, шумы микрофонов, а также акустические шумы, попадающие в микрофоны. Обычно эти составляющие значительно меньше основной и не учитываются при расчёте радиорелейной линии.

Шумы, возникающие в канале вследствие влияния передачи по другим каналам, называют переходными разговорами. Разли­ чают внятные и невнятные переходные разговоры. Внятные пе­ реходные разговоры появляются в канале за счёт перехода в данный канал разговорных токов из других каналов без измене­ ния их частот. В тех случаях, когда разговорные токи во влияю­ щих каналах вызывают появление в канале, подверженном влия­ нию, переходных токов, частоты которых отличаются от перво­ начальных частот влияющих разговорных токов, возникают невнятные переходные разговоры.

Мешающее действие шума сказывается в понижении разбор­ чивости передаваемого разговора вследствие того, что шум мас­ кирует слабые составляющие разговорной речи. Величина меша­ ющего действия зависит не от абсолютной величины напряже* ния или уровня шума в канале, а от соотношения между напря­ жением полезного сигнала и напряжением шума или от разности уровней полезного сигнала и шума, называемой защищённостью канала от шумов. Поэтому качество связи характеризуется или

299

соотношением

За единицу измерения псофометрического напряжения шума принимается 1 милливольт, а псофометрической мощности 1'пи­ коватт (пет), равный 10~12вг.

Если шум в канале имеет равномерный частотный спектр, т. е. амплитуды всех его частотных составляющих равны, то ве­ личина псофометрического напряжения такого шума связана с

Для телефонного канала с полосой эффективно передавае­ мых частот от 300 до 3400 гц и псофометра с кривой МККФ 1946 г. этот коэффициент равен кп =0,75.

З а щ и щ ё н н о с т ь к а н а л а от в н я т н ы х п е р е х о д ­

отдельно от шумов. Для этой оценки применяется величина за­ щищённости канала от внятных переходных разговоров, равная разности уровней полезного сигнала и внятного переходного раз­ говора на выходе канала. Измерение величины защищённости производится с иомощью анализатора напряжения, измеряю­ щего величину напряжения переходного тока определённой час­ тоты в подверженном влиянию канале при подаче напряжения с этой частотой во влияющий канал. Различают защищённость от переходного разговора на ближнем и дальнем концах. При определении защищённости на ближнем конце на станции 1 (рис. 7.4) в тракт передачи влияющего канала подаётся напря-

Рис. 7.4. К определению защищённости на ближнем и дальнем концах

301

жение от генератора Г, а напряжение переходного тока изме­ ряется в приёмном тракте канала, подверженного влиянию, на той же станции 1 прибором А-1. При определении защищённости на дальнем конце напряжение переходного тока измеряется в приёмном тракте канала, подверженного влиянию, на другом конце линии, т. е. на станции 2, прибором А-2.

Допустимая величина защищённости канала от внятных пере­ ходных разговоров зависит от величины напряжения шума в канале (точнее — от величины защищённости канала от шумов). Чем выше напряжение шума, тем больший уровень переходного разговора можно допустить.

§ 7.3, Нормы и рекомендации на основные электрические характеристики телефонного канала и каналов вещания

Описанные выше электрические характеристики телефонного канала служат для определения качества связи по этому каналу. Хорошему качеству связи соответствуют определённые требо­ вания к электрическим характеристикам канала. Такие требо­ вания к характеристикам каналов воздушных и кабельных ли­ ний, используемых для международной связи, изложены в реко­ мендациях Международного консультативного комитета по теле­ фонии и телеграфии (МККТТ). При разработке норм на харак­ теристики каналов национальных систем связи обычно исходят из рекомендаций МККТТ, учитывая, что национальные линии связи могут входить в состав международной -цепи.

Очевидно, что качество связи, с точки зрения абонента, не должно зависеть от типа линии, по которой эта связь организо­ вана, поэтому радиорелейные линии должны обеспечивать такое же качество связи, что и современные-кабельные линии. Это по­ ложение выражено в общей рекомендации Международного консультативного комитета по радио (МККР), в соответствии с которой характеристики каналов радиорелейных линий, работа­ ющих на частотах выше 30 Мгц, должны удовлетворять сущест­ вующим рекомендациям МККТТ для высокочастотных телефон­ ных каналов кабельных линий.

Ниже, в табл. 7.1 приведена сводка существующих рекомен­ даций МККТТ на основные электрические характеристики высо­ кочастотных телефонных каналов, организованных по континен­ тальным кабельным линиям длиной до 2500 км, а также на ос­ новные характеристики каналов вещания. Для линий длиной более 2500 км рекомендации ещё не разработаны.

МККТТ отмечает, что рекомендации на основные характери­ стики каналов вещания могут быть действительны для каналов протяжённостью до 2500 км, за исключением рекомендаций, ка­ сающихся защищённости от переходного разговора и допусти­ мого уровня шума. Эти последние рекомендации весьма трудно

30 2

303

304

выполнить даже для линий длиной до 1000 км. Поэтому МККТТ сохраняет их как цель, к которой нужно стремиться при разра­ ботке и проектировании новых систем связи на линиях длиной до 1000 км.

Электрические характеристики канала зависят от длины ли­ нии, по которой этот канал организован и от её структуры, т. е. от количества переприёмов по низкой частоте, по основным группам и по сверхгруппам каналов. Поэтому, чтобы можно было координировать между собой различные параметры систем связи, входящих в международную телефонную цепь, таким образом, чтобы эта международная цепь удовлетворяла сущест­ вующим рекомендациям, МККТТ ввёл понятие о эталонной ги­ потетической цепи. Эталонная цепь — это полная телефонная цепь (между двумя абонентами) в гипотетической (предпола­ гаемой) международной телефонной системе, имеющая опреде­ лённую длину и включающая определённое количество преоб­ разователей частоты (индивидуальных, групповых и сверхгруп­ повых). Электрические характеристики каналов такой цепи должны удовлетворять рекомендациям МККТТ, приведённым в табл. 7.1. Эталонная цепь должна являться также руководством для конструкторов и проектировщиков новых систем связи при расчёте линий и определении технических требований к основ­ ным параметрам аппаратуры.

МККТТ определил три вида эталонной цепи: для систем свя­ зи по коаксиальному кабелю, для систем связи по симметрич­ ному кабелю и для каналов вещания. На рис. 7.7 приведены условные изображения этих цепей.

Эталонная цепь для систем связи по коаксиальному кабелю (рис. 7.7а) включает 3 пары индивидуальных преобразований частоты (канальные модуляторы и демодуляторы), 6 пар груп­ повых преобразований (из 12-канальных групп в 60-канальные и обратно) и 9 пар сверхгрупповых преобразований (объедине­ ние нескольких 60-канальных групп и разделение каналов на

группам и 2 полных переприёма по низкой частоте. В соответст­ вии с количеством переприёмов по низкой частоте цепь состоит из трёх переприёмных участков: 0—3, 3—6, 6—9.

Эталонная цепь для систем связи по симметричному кабелю (рис. 7.7б) содержит 3 пары индивидуальных преобразований частоты, 6 пар групповых преобразований и 6 пар сверхгруп­ повых преобразований, т. е. на 3 пары сверхгрупповых преобра­ зований частоты меньше, чем эталонная цепь для коаксиального кабеля, так как каждая пара симметричного кабеля уплотняет­ ся 60 каналами (одной сверхгруппой.), поэтому переприём по 60-канальным группам не может быть осуществлён.

Эталонная цепь для канала вещания (рис. 7.7в) содержит только два полных переприёма по низкой частоте.

Длина каждой эталонной цепи принята равной 2500 км.

Аналогичные эталонные цепи приняты МККР для радиоре­ лейных линий связи с частотным уплотнением. Для радиорелей-

2500 км

о- индивидуальное преобразование частот д-групповое преобразование

Jj- сверхгрупповое преобразование

Рис. 7.7. Эталонные цепи для систем связи по кабелю:

а) для коаксиального кабеля, б) для симметричного^кабеля, в) для канала-

Я Ф М+ФФ ФМФ Ф

<радиом одулят ор

Урадиодем одулят ор

Рис. 7.8. Эталонные цепи для радиорелейных линий:

а) для линий с числом каналов более 120, б) для линий с числом каналов от 12 до 120

ных линий с числом каналов более 120 в одном стволе принята такая же эталонная цепь, что и для систем связи по коаксиаль­ ному кабелю (рис. 7.8а), а для радиорелейных линий с числом

306

каналов от 12 до 120 в одном стволе принята эталонная цепь си­ стем связи по симметричному кабелю (рис. 7.8б). В соответст­ вии с этим, эталонные цепи для радиорелейных линий содержат: 9 пар радиомодуляторов и демодуляторов (2 оконечные станции и 8 промежуточных с демодуляцией и модуляцией сигнала) — для линий с числом каналов (5олее 120' и 6 пар радиомодуляторов и демодуляторов (2 оконечные станции и 5 промежуточных с демодуляцией и модуляцией сигнала) — для линий с числом каналов от 12 до 120.

Для облегчения расчётов и проектирования систем связи МККТТ определил допустимую мощность шума в телефонном канале на конце эталонной цепи. Средняя за один час псофометрическая мощность шума в телефонном канале на конце эталонной цепи в точке нулевого относительного уровня длясистем связи по коаксиальному и симметричному кабелям долж-

на быть не более 10 000 пет (10 вт). Из этой мощности 2500 пет отводится на шумы оконечного и переприёмного обо­ рудования, а 7500 пет — на шумы линии (по 3 пет на 1 км линии). Эта рекомендация согласуется с рекомендацией МККТТ на допустимую мощность шума в телефонном канале реальной, а не гипотетической эталонной цепи (см. п. 8 табл. 7.1), так как псофометрическая мощность 10 000 пег в точке нулевого отно­ сительного уровня соответствует псофометрическому напряже­ нию в 1,1 же на сопротивлении 600 ом в точке с относительным уровнем — 0,8 неп.

Допустимая мощность шума в телефонном канале на конце эталонной цепи для радиорелейных линий определена МККР. На концах обеих эталонных цепей (рис. 7.8) псофометрическая мощность шума в любом канале в точке с нулевым относитель­ ным уровнем должна быть не более следующих величин:

за 5 мсек, может превышать 1 000 000 пет лишь в течение 0,01% времени месяца.

В эти величины не входит мощность шумов оконечного и пере­ приёмного оборудования, которая не должна превышать 8500 пет согласно рекомендации МККТТ.

МККР указывает, что данная рекомендация является вре­ менной и применима только к гипотетической эталонной цепи (за исключением пункта «а»), поскольку в настоящее время ещё нет достаточных статистических данных о замираниях сигнала для очень малых процентов времени (0,1 и 0,01%), чтобы полно­ стью распространить эту рекомендацию и на реальные линии.

Для реальных радиорелейных линий МККР рекомендует сле­ дующие допустимые величины псофометрической мощности шума

час мощность не должна превышать 3L пет. Средняя за одну ми­ нуту мощность может превышать 3L пет лишь в течение 20% времени месяца.

§ 7.4. Основные электрические характеристики группового тракта многоканальной линии

Групповым трактом линии называется широкополосный тракт, начинающийся от входа группового усилителя перед мо­ дулятором радиопередатчика оконечной станции на одном конце линии и кончающийся выходом группового усилителя после де­ тектора радиоприёмника оконечной станции на другом конце линии. Групповой тракт радиорелейной линии уплотняется с помощью оконечной аппаратуры уплотнения, принципы построе­ ния которой описаны в гл. 2. По групповому тракту передаются токи всех каналов в виде непрерывных колебаний с большим количеством частотных составляющих — при частотном уплот­ нении линии, или в виде последовательности кратковременных импульсов тока — при временном уплотнении.

Качество группового тракта линии е сильной степени опре­ деляет и качество отдельных телефонных каналов, или, иначе говоря, электрические характеристики телефонных каналов за­ висят от электрических характеристик группового тракта.

В качестве основных характеристик группового тракта обыч­ но используются:

1)остаточное затухание и его стабильность,

2)частотная характеристика,

3)амплитудная характеристика и затухание нелинейности,

4)фазовая характеристика, или характеристика группового времени распространения сигнала.

Сущность этих характеристик описана в § 7.2 применительно к телефонному каналу, ока остаётся такой же и для группового тракта, с той только разницей, что характеристики группового тракта измеряются соответственно в значительно более широкой полосе частот.

Остаточное затухание группового тракта радиорелейной ли­ нии обычно устанавливается равным нулю на средней частоте полосы. Так как групповой тракт всегда является четырёхпроводным, то для него не имеет смысла понятие устойчивости. По­ нятие расхождения частот также неприменимо к групповому тракту, поскольку передача сигналов по радиорелейной линии

308