Проектирование каналов цифровых систем передачи

      Номинальная характеристика

                                                                                     U_вх

                                                                                                                         

Рисунок 12 - Характеристика кодера при малых уровнях сигнала

                                                                             

     В этом случае входной сигнал декодера будет представлять собой импульсы прямоугольной формы с размахом DU_н0 (минимального шага квантования) и со случайными моментами перехода через нуль. Возникающие при этом шумы получили название шумов незанятого («молчащего») канала.                                  

     Псофометрическая мощность этих шумов в точке нулевого относительного уровня (ТНОУ) на нагрузке 600 Ом равна:

                                                                 

Р_шнк =(DU_н0/2)²·K_п²·(2·DF_к)/f_д·(1/600)∙10¹², пВт (псоф)                          (17)                           

Р_шнк =(0,54*10^-3/2)²·0,75²·(2·3,1)/8·(1/600)∙10¹²=0,000075*10^-12 пВт (псоф)                          

     Здесь DU_н0, В- минимальный шаг квантования при использовании нелинейного кодирования с характеристикой кoмпрессии A-87,6/13. Значения DU_н0, K_п, DF_к, f_д приведены в пункте 4.2.

     Следует иметь в виду, что несмотря на небольшую величину, шумы незанятого канала заметны для абонентов, поскольку не происходит их «маскировки» передаваемыми сигналами.

     По  рекомендациям МСЭ псофометрическая мощность шумов незанятого канала в ТНОУ должна быть не более Р_{шнк.макс}=320 пВт0(псоф), или их псофометрический уровень не должен превышать значения р_{шнк.макс}= -65 дБм0(псоф), что и следует проверить для проектируемой системы. 

     3.4 Инструментальные шумы 

     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.

     Мощность  инструментальных шумов на единичном  сопротивлении:

      

Р_иш = e²*4^mDU_но, Вт                                                                                              (18) 

Р_иш = 0,000318²*4⁸*0,54*10^-3=0,000003564 Вт 

где e- среднеквадратичное значение приведенной инструментальной

           погрешности преобразования;

       m- разрядность кода (для нелинейного кодирования в ЦСП m=8);

      DU_но- минимальный шаг при неравномерном квантовании

 

     Соотношение инструментальных шумов и шумов квантования: 

H=P_иш/P_шк =12·e²·4^m                                                                                                                               (19) 

     В данном случае решается обратная задача- по заданному соотношению находится величина приведенной инструментальной погрешности: 

e =ÖH/(12·4^m)                                                                                              (20) 

e =Ö0,08/(12·4⁸)=0,000318                                                                                                                                                                                         
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     4 Расчет длин участков регенерации

         

     4.1 Расчет допустимой защищенности на  входе регенератора 

     Участок между соседними регенерационными пунктами (ОП-НРП, НРП-НРП, НРП-ОРП) называется регенерационным участком. Его минимальное, но-минальное и максимальное значения приводятся в технических характеристиках ЦСП.

     Схема регенерационного участка приведена на рисунке 5.1. Она содержит кабельную цепь, в качестве которой может использоваться металлический (симметричный или коаксиальный) кабель и регенератор. 

                               Тракт «кабель + корректор» длиной l_ру 

                                                                                                         Регенератор

 Регенератор                                                                                                    

                                                    Кабель                                                   ТР                                                   

               РУ                                                                        КУ          РУ 

                        Вход регенерационного участка                                                                                                                                 

Рисунок 12 - Схема регенерационного участка

            

     В составе регенератора выделены корректирующий усилитель (КУ), обес-печивающий ycилениe сигнала и коррекцию искажений, вносимых кабельной цепью, а также решающее yстройство (РУ), принимающее решение о передаваемом символе на каждом тактовом интервале («0» или «1»), путем сравнения сигнала на выходе КУ с определенным пороговым напряжением.

     В процессе регенерации возможно принятие ошибочных решений, т.е. возможно появление  ошибок, приводящих к снижению качества передачи информации. Суммарное значение вероятности ошибки на проектируемом участке зависит от величины искажений, в частности, вызванных межсимвольной интерференцией (МСИ), количества регенераторов на участке и защищенности сигнала от помех в точке принятия решения (ТР).

     Длина регенерационного участка должна быть максимально возможной с тем, чтобы минимизировать количество регенераторов на линии. С другой стороны, увеличение длины регенерационного участка приводит к увеличению вероятности ошибки в регенераторе. 

     Для поддержания требуемого качества передачи величина вероятности ошибки не должна превышать значений, установленных соответствующими нормами. Это определяет минимально допустимую защищенность сигнала от помех на входе регенератора и максимально допустимую длину участка регене-рации.

     При организации международной связи между двумя абонентами, вероятность ошибки в цифровом сигнале согласно международному стандарту не должна превышать значения р_ош∑=10^-6. При этом, на национальный участок отводится р_{ош.нац.уч.∑} = 0,4·10^-6 .

           

             Национальный                Международный               Национальный

                    участок                              участок                            участок

                   13200 км                            27500 км                         13200 км

        Аб.  ОС                 МС                                                  МС               ОС Аб.

                    0,4·10^-6                                 0,2·10^-6                              0,4·10^-6  

     р_ош∑ = 10^-6

                                                              

            ОС- оконечная станция национальной сети; Аб- абонент. 

Рисунок 13 - Нормы на допустимые вероятности ошибки при международной связи между двумя абонентами 

              Магистральный         Внутризоновый    Местный     Абонентская

                          участок                       участок              участок           линия

                      l_уч.маг=2500 км              l_{уч.вз =} 600 км      l_{уч.м =} 100 км

                (12500 км с четырьмя

                переприемами по ТЧ)        

             МС                                 СС                         СС                   СС               Аб.

                                                           

                         р_ош.уч = 10^-7               р_ош.уч = 10^-7        р_ош.уч = 10^-7   р_ош.уч = 10^-7                          

  

     р_{ош.нац.уч.∑} = 4·10^-7= 0,4·10^-6

                               МС- международная станция; СС- сетевая станция. 

Рисунок 14 - Нормы на допустимые вероятности ошибки на национальном участке

     Тогда, при равномерном распределении ошибок на отдельных участках национальной сети, получим нормативные значения вероятностей ошибки на отдельных участках национальной сети: р_ош.уч.=10^-7 (рисунок 5.3).

     В этом случае значение допустимой вероятности  ошибки на 1 км линейного тракта на проектируемом участке определится по формуле [1, 4]: 

р_ош.1= р_ош.уч /L_уч.ном= 10^-7/L_уч.ном ,                                                           (5.1) 

р_ош.1= 10^-7/12500=8*10^-12

р_ош.1= 10^-7/600=1,6*10^-10

р_ош.1= 10^-7/100=0,000000001

где L_уч.ном- номинальная длина участка, на котором используется ЦСП. 

     Максимально допустимое значение вероятности ошибки для одного регенератора на проектируемом участке будет равно: 

р_ош.рег = р_ош.1·l_pу                                                                                                       (22) 

р_ош.рег. = 8*10^-12*3=24*10^-12

р_ош.рег. = 1,6*10^-12*3=4,8*10^-10

р_ош.рег. = 0,000000001*2,7=0,000000002 

где р_ош.1- вероятность ошибки на 1 км линейного тракта;

      l_pу – ожидаемая длина регенерационного участка, км.  

     Как известно, вероятность ошибки в регенераторе связана с защищенностью сигнала от помех в ТР (увеличение максимально допустимой вероятности ошибки позволяет уменьшить минимально допустимую защищенность). Для оценки минимально допустимого значения защищенности, при котором обеспечивается заданная максимально допустимая вероятность ошибки в регенераторе, можно воспользоваться следующей эмпирической формулой: