3.2. Согласование параметров сигнала с параметрами канала

При оценке возможности использования канала электросвязи для переда­чи того или иного первичного сигнала удобно сравнивать объем канала V_к и объем сигнала V_c, определяемые выражениями [1]

,

(1.26)

где Т_к - время занятия канала; Т_с - длительность (время) пе­редачи сигнала; ΔF_к = F_к.в - F_к.н - полоса пропускания канала; ΔF_с = F_с.в - F_с.н полоса частот, занимаемых сигналом; D_k =log(P_к/P_п) – допустимое превышение сигналов над помехами, которое может быть обеспечено в ка­нале (без искажений сигналов мощности Р_к = Р_с max из-за их ограничения); D_c =log(P_с/P_ш) - динамический диапазон сигналов источника сообщений, где Р_с=Р_с max, Р_ш – шумы источника.

Принципиальная возможность неискаженной передачи сигнала по каналу связи [6] обеспечивается только в случае, когда выполняется следующее основное неравенство: V_c < V_к. Это неравенство можно рассматривать в сочетании трех частных: Т_с < Т_к, ΔF_с < ΔF_к, D_c < D_к. Если эти условия выполнимы, следовательно, вы­полнимо и условие V_c< V_к.

Часто встречается ситуация, когда основное неравенство выполняется, а одно из частных неравенств не выполняется. В этом случае для передачи сиг­нала по каналу связи необходимо осуществить специальные дополнительные пре­образования сигнала. Например, если Т_с > Т_к, (канал телеметрии медленных процессов) можно выполнить преобразования во времени, предварительно записав сигнал в блок памяти, например, на магнитную ленту, а затем сосчитав его из этого блока с большей скоростью. При этом скорость записи меньше скорости считывания. Тогда время передачи сигнала по каналу уменьшится до величины Т'_с < Т_с так, что Т'_с < Т_к. В этом случае на приемной стороне также потребуется дополнительное временное преобразование сигнала с по­мощью блока памяти для восстановления сигнала. При этом ско­рость считывания из блока памяти должна быть меньше, чем скорость записи.

Следует отметить, что при формировании сигнала на передающей стороне при считы­вании с большей скоростью его полоса частот расширяется до значения ΔF'_c > ΔF_c, т.е. происходит «обмен» времени передачи на ширину полосы частот передачи. При этом необходимо следить за тем, чтобы выполнялось условие ΔF'_c < ΔF_к.

Во многих случаях несогласованность сигнала и канала связи возникает вследствие того, что, даже при выполнении для спектра сигнала и полосы пропускания канала условия ΔF_к > ΔF_с, не выполняется условие F_к.н < F_с.н и F_к.в > F_с.в. Для устранения этого препятствия на передающей и приемной стороне канала пе­редачи используются дополнительные блоки частотного преобразования (преобразователи частот), с по­мощью которых спектр сигнала трансформируется в область частот пропускания канала, а затем (на выходе) преобразуется в исходный спектр.

3.3. Основные характеристики канала тональной частоты

Типовым каналом передачи сигналов называют канал с нормированными (закрепленными в стандартах) параметрами. Канал тональной частоты (КТЧ) относится к типовым.

Различают два вида каналов передачи: аналоговые и цифро­вые. По первым можно передавать как аналоговые, так и цифровые сигналы. Цифровые каналы обеспечивают передачу только цифровых сигналов.

Анало­говые каналы характеризуются, прежде всего, полосой эффективно пропускае­мых частот, номинальным усилением (затуханием), помехозащищенностью и пропускной способностью.

Цифровые каналы характеризуются, в первую очередь, номинальной скоростью передачи цифрового сигнала, а также всеми основными характеристиками аналоговых каналов.

Если по каналу передачи обеспечивается продвижение нормированного (стандартизированного) числа аналоговых сигналов то­нальной частоты или стандартного числа основных цифровых сигналов в соответствующей полосе частот с соответствующей скоростью передачи, то в таком случае канал принято называть групповым.

Канал тональной частоты характеризуется следующими параметрами:

- полоса частот F_к.н = 0,3 кГц; F_к.в = 3,4 кГц;

- входное и выходное номинальные сопротивления R_{вх н} = R_{вых н} = 600 Ом;

- измерительные уровни на входе и выходе на частоте 800Гц: р_{вх изм} = -13 дБм; p_{вых изм} = +4 дБм;

- остаточное затухание канала на частоте 800 Гц: a_к(f= 800 Гц) = р_вх.изм - p_{вых.изм} = -17 дБ.

На остальных частотах возможны отклонения, допустимые значения которых задают­ся определенным полем допуска. Оно указывается на частотной зависимости отклонения остаточного затухания от нормированного:

,

(1.27)

Допуск зависит от протяженности канала передачи: чем длиннее линия переда­чи (а для международных линий ее длина может доходить до 25 000 км), тем больше допускается разброс значений Δa_к(f).

Уровень сигнала «среднего» абонента, определенный в точке с измерительным уровнем р_изм0 = 0 дБм, равен p_с.ср0 = -15 дБм. Соответственно мощность сигнала в этой точке

мВт.

Уровень мощности помехи в ТНОУ по нормам для самого протя­женного канала не должен превышать значения р_п.0 < -40 дБм. Отсюда защи­щенность канала (требуемое отношение сигнал/шум)

дБ.

Пропускная способность канала определяется по формуле (1.25):

бит/с.

Поскольку пропускная способность канала С_к выше, чем производитель­ность источника телефонного сигнала I_с (ранее было показано, что I_с = 8·10³ бит/с), и выполняется условие ΔF_k ≥ ΔF_c, следовательно, КТЧ пригоден для непосредственной передачи телефонного сигнала.