Проектирование системы передачи ИКМ-30

Расстояние между пунктами по трассе определяется в процессе изысканий, а в условиях учебного проекта  – по картам или атласам автомобильных  дорог в соответствии с их масштабами (рис. 2.). Для электрических расчетов расстояние между пунктами определяется так же и по кабелю: с учетом неровностей и изгибов длина кабелей обычно превышает длину соответствующего участка трассы. Рассмотрим разработку схемы организации связи рис. 2.

 

АТС-24                                                                                     АТС-38

Рис.

 

ГЛАВА 4. Выбор  тип кабеля

 

   Кабель ТП-0,7 - Телефонные кабели с полиэтиленовой изоляцией в полиэтиленовой оболочке с экраном из алюминиевой ленты предназначены для эксплуатации в местных телефонных сетях: для прокладки в телефонной канализации, в коллекторах, по стенам зданий и подвески на воздушных линиях связи. Жилы кабеля изготавливаются из мягкой медной проволоки диаметром 0,7 мм , изоляция жил – полиэтилен, сплошная, скрутка – парная или четвёрочная. Все пары в элементарном пучке имеют индивидуальную расцветку. Поясная изоляция - синтетическая лента, наложенная продольно или спирально. Экран - алюмополиэтиленовая лента, наложенная продольно или спирально. Оболочка - полиэтилен светостабилизированный.

• Коэффициент затухания кабеля на частоте 1024 кГЦ            α = 12,6 дБ/км
• Сопротивление постоянному току                                           R = 45 Ом
• Волновое сопротивление                                                          zв =  120 Ом

 

          1. Токонесущая  жил  2. Изоляция       

                                                           3. Поясная изоля 4. Экран

                                                              5. Оболочка

 

 

 

 

ГЛАВА 5. Расчет длины участка регенерации, включая расчет цепей дистанционного питания

 

     Длина участка регенерации выбирается таким образом, чтобы с учётом всех видов помех и аппаратурных погрешностей вероятность ошибки для всего линейного тракта не превышала допустимой величины.

 

5.1. Расчет местного участка сети

 

Аппаратура: ИКМ – 30

Тип кабеля: ТП-0,7

 

 

 

 

 

 

 

Расчет  длинны участка регенерации.

 

 

 

 

Расчет  цепи дистанционного питания.

 

 

 

 

 

 

 

Схема местного участка сети.

 

 

АТС-50                                                                                                   АТС-36                                                                                                                                     

 

                                                          

           Рис.2.  Схема организация связь  с помощью  аппаратуры  ИКМ-30

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 6. Расчет требуемой и ожидаемой защищенности на входе регенератора

6.1 Расчет требуемой защищенности на входе регенератора

 

 

 

 

 

 

1

10

14

-

´

1

10

12

-

´

1

10

10

-

´

1

10

8

-

´

1

10

6

-

´

1

10

4

-

´

16

18

20

22

24

22.3

A

защ

i

8.077

10

11

-

×

P

ош

i

 

Из  графика видно, что требуемая  защищенность А_з = 22,3 дБ

 

6.2 Расчет ожидаемой защищенности на входе регенератора

 

        Основными видами помех в линейном тракте ЦСП являются межсимвольные и переходные помехи, тепловые шумы, помехи, вызванные наличием несогласованностей на участках регенерации, а также помехи от устройств коммутации и индустриальные. Главной причиной появления межсимвольных помех являются искажения цифрового сигнала, вызванные ограничением полосы пропускания линейного тракта в области как нижних, так и верхних частот. Переходные помехи появляются вследствие взаимного переходного влияния между парами кабеля, причем при организации линейного тракта по однокабельной системе наиболее существенны влияния на ближний конец, а при использовании двухкабельной системы – переходные влияния дальний конец и через третьи цепи.

Расчёт ожидаемой защищённости для симметричного кабеля ТП-0.7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из  расчётов видно, что ожидаемая защищённость от шумов на входе регенератора больше требуемой, следовательно, выбранная  линия удовлетворяет необходимым  параметрам.

 

Расчёт ожидаемой защищённости для симметричного кабеля МКТ-4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из  расчётов видно, что ожидаемая защищённость от шумов на входе регенератора больше требуемой, следовательно, выбранная  линия удовлетворяет необходимым  параметрам.

 

Расчёт ожидаемой защищённости для симметричного кабеля КМ-4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из  расчётов видно, что ожидаемая защищённость от шумов на входе регенератора больше требуемой, следовательно, выбранная  линия удовлетворяет необходимым  параметрам.

 

ГЛАВА 7. Расчет требуемого числа уровней квантования

7.1 Равномерное квантование

      Если на вход квантователя поступает сигнал, находящийся в пределах области квантования, то осуществляется квантование, которое характеризуется некоторой мощностью шумов квантования, не зависящей от уровня сигнала.

Если  сигнал выходит за пределы этой области, сигнал на выходе будет иметь максимальный разрешенный уровень. Этот случай соответствует  перегрузке квантователя и называется режимом ограничения. Искажения  из-за ограничения зависят от выбора уровня перегрузки. Область малых  входных сигналов характеристики квантователя имеет место, когда уровень входного сигнала становится меньше одного шага квантования.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.2 Неравномерное квантование

 

      Использование равномерного квантования не является оптимальным. В реальных системах ИКМ с временным разделением каналов используется неравномерное квантование, которое может быть осуществлено различными способами:

• сжатием динамического диапазона сигнала перед равномерным квантованием и последующим компенсирующим расширением его после линейного декодирования;
• непосредственно в кодирующем устройстве, т.е. путем применения нелинейного кодирующего устройства;
• с помощью соответствующего цифрового преобразования сигнала, формируемого на выходе линейного кодера, т.е. кодера с равномерной характеристикой (цифровое компандирование).

При неравномерном кодировании используются 8-ми разрядные коды, т.е. число уровней  квантования равно 256.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.3 Характеристика квантования

 

     В настоящее время на практике находят применение два последних способа, а первый способ является наиболее удобным для проведения теоретического анализа процесса неравномерного квантования. При его использовании применяют А- характеристики или m-характеристики компрессирования. В данном случае используется характеристика компрессирования типа А.

Характеристика компрессирования — зависимость y от х, где

 

Где определяется по формуле:

 

 

Определим и построим отношение сигнал-шум  для А-характеристики.

 

При уровнях сигнала, больше чем :

 

При уровнях сигнала, меньше чем :

 

 

 

Для сигнала, относительная величина которого не превышает 1/A квантование носит равномерный характер. Поэтому уровень шума есть постоянная величина. Если все уровни сигнала лежат выше 1/А, то квантование является логарифмическим и мощность шумов пропорциональна мощности сигнала. Реальные сигналы имеют широкий диапазон и обычно подвергаются равномерному и логарифмическому квантованию. Мощность шума в этом случае не может быть меньше, чем мощность шума обусловленная каким-либо одним видом квантования; но она не может и превышать сумму двух указанных компонентов шума, которая точно равна верхней границе (двойное неравенство). Из зависимости видно, что верхняя и нижняя границы асимптотически сближаются как при больших, так и при малых уровнях сигналов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 8. Расчет шумов оконечного оборудования.

8.1 Расчет допустимых величин отклонений периода дискретизации от номинального значения.

 

      Практически во всех ЦСП используется равномерная дискретизация сигналов по времени, то есть дискретизация с постоянным периодом . Она позволяет осуществить объединение и разделение канальных сигналов, отсчеты которых передаются по многоканальному тракту поочередно, а также позволяет осуществить синхронно-периодический режим работы основных импульсных устройств (кодера и декодера).

      Отклонения от периода дискретизации носят случайный характер. Эти отклонения приводят к изменению формы принимаемого сигнала, что субъективно воспринимается как характерная помеха, называемая шумами дискретизации.

      Величина отклонений определяется главным образом низкочастотными фазовыми флуктуациями импульсов, вызванными неточностью работы линейных регенераторов, и нестабильностью задающих генераторов станций передачи.

 

а – относительные отклонения периода, вызванные нестабильностью задающих генераторов

b – относительные отклонения периода, вызванные низкочастотными фазовыми флуктуациями импульсов

Найдем относительные отклонения исходя из условия, что a = b

 

 

 

Найдем  — величины отклонения вызванные нестабильностью задающих генераторов и низкочастотными фазовыми флуктуациями импульсов.

 

Экспериментально  показано, что в канале ТЧ, образованном на базе ОЦК (T_Д=125 мкс), предельная величина отклонения не должна превышать 810 нс. Это соответствует минимально допустимой защищенности от шумов дискретизации в канале ТЧ равной 34дБ.

Полученная  нами величина отклонения от номинального значения периода дискретизации  меньше предельно допустимой (0.024 нс в нашей системе против 810 нс положенных по норме), следовательно, неточность работы линейных регенераторов и нестабильность задающих генераторов находится  в пределах нормы.

 

8.2 Расчет соотношения между шумами квантования и инструментальными шумами.

 

     В процессе аналого-цифрового преобразования в оконечном оборудовании возникают шумы, определяемые отклонением характеристик преобразователя от идеальных. Указанные отклонения вызываются переходными процессами при формировании АИМ – группового сигнала и конечной точностью работы отдельных узлов кодера. Уровень инструментальных шумов возрастает при увеличении скорости передачи и разрядности кода.

 

 

ε — среднеквадратическое значение приведенной инструментальной погрешности  преобразования

m — разрядность кода

δ — шаг квантования (для неравномерного квантования берётся минимальное  значение шага

 

 

 

 

Для равномерного квантования:

 

 

Для неравномерного квантования:

 

 

 

8.3 Расчет защищенности от шумов незанятого канала

 

     При уровне входного сигнала меньше одного шага квантования на выходе появляется случайная последовательность нулей и отсчетов с амплитудой, равной шагу квантования, различной или одинаковой полярности. Подобные условия возникают и в отсутствии входного сигнала, когда ложный сигнал генерируется тепловым шумом или на входе квантователя действует низкочастотный фон на частоте сети или ее гармоник. Кроме того, к возникновению шума в режиме молчания может привести и случайный дрейф нуля характеристики квантователя относительно входного сигнала. Псофометрическая мощность возникающего по этим причинам шума получила название шума незанятого канала.

 

 

 

 

 

Для равномерного квантования:

 

 

Для неравномерного квантования:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 9. Нормирование качества передачи информации по ОЦК в соответствии с рекомендацией G.821 Международного Союза Электросвязи.