6.2 Типи каналів передавання аналогової інформації та їхні характеристики

З а допомогою сучасних систем, лініями передаються сигнали різного виду: телеграфні, телефонні, факсимільні, даних тощо. Вони мають різні характеристики: ширину спектра, динамічний діапазон, пік-фактор. Відповідно до цього, канали передавання різних видів сигналів повинні мати різні характеристики. Але утворення спеціальних каналів для передавання сигналів окремого виду економічно недоцільне. Тому зараз утворюється порівняно невелика кількість уніфікованих каналів, що використовуються для передавання різних сигналів.

Спочатку лініями зв’язку передавали лише телефонну інформацію, яка і зараз займає велику частку зв’язку. Тому основним типом каналу є канал тональної частоти, що забезпечує передавання мовних сигналів.

Канал тональної частоти - сукупність технічних засобів, які забезпечують передавання сигналів у нормалізованій смузі частот 300 ... 3400 Гц.

Каналом тональної частоти (ТЧ) можливе передавання телеграфних, факсимільних та інших сигналів, а також передавання необхідної інформації з низькою та середньою швидкістю. Така можливість існує тому що спектри цих сигналів вужчі за спектр мовного сигналу, на передавання якого розрахований канал. Відповідно й інші характеристики каналу дозволяють передавати ці сигнали.

Для передавання деяких сигналів канал тональної частоти виявляється непридатним. Так для каналу звукового мовлення, в залежності від якості відновлення, необхідна смуга 6 … 15 КГц, тобто окремий канал.

Для передавання газет за допомогою факсимільних сигналів, а також передавання даних з високою швидкістю (більше 10 Кбод) потрібна більш широка смуга частот, що утворюється об’єднанням сусідніх за частотою каналів тональної частоти і утворенням відповідних групових трактів. За допомогою них спеціальним каналоутворювальним обладнанням формують типові широкосмугові канали. Розрізняють:

• передгруповий широкосмуговий канал зі смугою частот 12 ... 24 КГц на засаді трьох каналів тональної частоти;

• первинний широкосмуговий канал зі смугою частот 60 ... 108 КГц - ПШК (дванадцять каналів тональної частоти);

• вторинний широкосмуговий канал зі сму­гою ча­с­тот 312 ... 552 КГц - ВШК (шістдесят каналів тональної частоти);

• третинний широкосмуговий канал зі смугою частот 812 ... 2044 КГц - ТШК (триста каналів тональної частоти).

В залежності від смуги частот первинних сигналів, які необхідно передавати, вибираєть­ся той чи інший широкосмуговий канал. Так, для факсимільного зв’язку при передаванні газет використовується ВШК, а для передавання даних зі швидкістю десятки Кбод - ПШК.

Якість зв’язку визначається характеристиками каналу, найбільш важливими з яких є :

• діаграма рівнів каналу - графік, який показує зміну рівня передавання під час проходження сигналу лінією від входу каналу до виходу (рисунок 6.2). Для креслення діаграми потрібно знати рівні передавання на входах та виходах кінцевих станцій передавання та приймання, а також підсилювальних станцій. Діаграма рівнів будується за умови, що на вхід каналу подано сигнал з нормованим абсолютним рівнем. Для побудови діаграми телефонного каналу на його вхід необхідно подавати сигнал з нульовим абсолютним рівнем. Сигнали на входах та виходах станцій вимірюються або розраховуються. Рівень приймання на вході підсилювальної станції визначається:

Рисунок 6.2 – Діаграма рівнів каналу передавання

Р_пр = Р_пер(i-1) - αl_i . (6.3)

Відповідно підсилення станції визначається:

S _i = Р_{пер i} – Р_{пр i} . (6.4)

Цей параметр показує підсилення проміжних станцій, завадозахищеність каналу тощо;

• залишкове згасання (підсилення) сигналу - робоче згасання (підсилення), що визначається в умовах замикання входу та виходу каналу на активні опори навантажень, номінальним значенням вхідного та вихідного опору каналу як чотириполюсника. В цьому випадку параметр визначається:

a_r = P_вх – Р_вих . (6.5)

Якщо Р_вих > P_вх, то a_r < 0 і наявне залишкове підсилення S_r = - a_r . Якщо всі елементи, що утворюють канал, узгоджені за вхідними опорами, залишкове згасання можна визначити як різницю суми всіх згасань та суми всіх підсилень у каналі:

. (6.6)

Частота f₀, на якій вимірюється залишкове згасання, визначається для кожного типу каналу;

• частотна характеристика залишкового згасання - залежність залишкового згасання від частоти. На частоті f₀ встановлюється номінальне значення залишкового згасання a_r. Задана характеристика визначається у вигляді смуги, яка регламентує допустимі межі характеристики;

• амплітудна характеристика каналу - залежність вихідного рівня сигналу від вхідного. До деякого значення Р_вх0 ця характеристика лінійна, а якщо сигнал перевищує Р_вх0, то до сигналу вносяться нелінійні спотворення. Таким чином, за амплітудною характеристикою фіксують нелінійні спотворення, що вносяться каналом.