Помехи и искажения в линейных трактах, методы борьбы с ними

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГАОУ ВПО «Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова»

Технологический институт

Кафедра многоканальные телекоммуникационные системы

Курсовая работа

На тему: Помехи и искажения в линейных трактах, методы борьбы с ними

По дисциплине: мтс

Выполнил студент 4-го курса: Обутов Н. М.

Проверила: Данилова Л. Г.

Якутск 2016 г

Оглавление

регенератор цифровой помеха

Введение

1. Регенераторы в современных ЦСП

2. Причины возникновения искажений и помех в ЦЛТ

Заключение

Использованная литература

Введение

Наиболее важной особенностью цифрового способа передачи сигналов является возможность восстановления формы искаженной импульсной последовательности при прохождении через направляющую среду, например, кабельную линию связи. Импульсная последовательность восстанавливается с помощью специальных устройств, называемых регенераторами, которые размещаются вдоль линии передачи цифрового сигнала. Для уменьшения искажений, вносимых направляющей средой, например, кабельной линией, а также для повышения достоверности передаваемой информации, двоичный цифровой сигнал в современных ЦСП преобразуется в так называемый цифровой линейный сигнал при помощи преобразователей кода на передающей оконечной станции. На приемной станции производится обратное преобразование линейного сигнала в двоичный цифровой сигнал при помощи преобразователя кода приема.

1. Регенераторы в современных ЦСП

Регенераторы в современных ЦСП выполняют три основные функции:

· корректирование формы принимаемых импульсов;

· выделение тактовой частоты из линейного цифрового сигнала;

· полное восстановление формы и временных соотношений в линейном цифровом сигнале (этот процесс и называется регенерацией).

Структурная схема ЦЛТ для передачи цифрового сигнала в одном направлении приведена на рис. 6.1. Преобразователи передачи и приема и оконечные регенераторы системы передачи входят в состав оборудования линейного тракта (ОЛТ) оконечных станций ЦСЛ. Линейные регенераторы, обеспечивающие регенерацию линейного цифрового сигнала на участках линейного тракта, называемых участками регенерации, размещаются в регенерационных пунктах (РП).

Рис. 6.1. Структурная схема ЦЛТ

На рис. 6.2. показаны сигналы длительностью и периодом следования Т, определяющем тактовую частоту в различных точках ЦЛТ при использовании в качестве линейного сигнала с чередованием полярности импульсов (ЧПИ), получившего наибольшее распространение в ЦСП. Этот сигнал формируется преобразователем кода передачи (точка 2). На входе регенератора (точка 3) этот сигнал искажается и подвергается воздействию помех. Регенератор восстанавливает форму сигнала, поэтому на его выходе сигнал совпадает по форме с сигналом на выходе оконечной станции передачи. Преобразователь кода приема преобразует линейный цифровой сигнал с ЧПИ в бинарный (точки 4 и 5).

2. Причины возникновения искажений и помех в ЦЛТ

В настоящее время достаточно широкое распространение в качестве направляющей среды для передачи цифровых сигналов получили электрические кабели, как симметричные, так и коаксиальные. Передаваемые по ним импульсные сигналы искажаются и подвергаются воздействию различного радо помех; собственных, переходных, из-за несогласованности входных и выходных сопротивлений регенераторов в ЦЛТ, импульсных и индустриальных. Рассмотрим сначала влияние искажений на передачу цифровых сигналов. Амплитудно-частотная характеристика затухания кабеля и таких необходимых элементов ЦЛТ, как линейные трансформаторы и входные усилители в регенераторах имеют ярко выраженную частотную зависимость, показанную на рис. 6.3 и существенно отличается от условий безыскаженной передачи.

Как известно, элементарные посылки цифрового сигнала, как и любого другого сигнала, ограниченного во времени, имеют бесконечный по частоте энергетический спектр. Как видно из рис. 6.3, постоянную составляющую и низкочастотную составляющую энергетического спектра цифрового сигнала оказывается невозможно передавать без искажений по ЦЛТ из-за влияния линейных трансформаторов и разделительных емкостей в усилительных каскадах регенератора. Это явление получило название ограничения полосы частот цифрового сигнала снизу. Аналогично, увеличение затухания кабельной цепи и уменьшение в регенераторах усиления с ростом частоты приводит к ограничению полосы частот цифрового сигнала сверху.

Простейшая эквивалентная схема ЦЛТ, имитирующая ограничение полосы частот сверху, может быть представлена в виде интегрирующей RC-цепи (рис. 6.4а). напряжение на выходе U_ВЫХ(t) такой цепи пропорционально интегралу от напряжения на входе U_ВХ(t) и имеет вид, показанный на рис 6.4б. чем длиннее участок регенерации, тем меньше амплитуда сигнала на его выходе U_ВЫХ(t) и тем резче выражено явление увеличения длительности выходных импульсов. При значительном ограничении полосы частот ЦЛТ сверху и большой протяженности участка регенерации передаваемые импульсные посылки настолько увеличиваются по длительности, что не успевают закончиться к моменту прихода следующего импульса или пробела. Это приводит к наложению принимаемых импульсных сигналов, особенно сильно ощущаемому для соседних символов цифрового потока. Таким образом, искажения цифрового сигнала, вызванные ограничением полосы частот ЦЛТ в области высоких частот, являются причиной появления так называемых межсимвольных помех.

К искажениям формы передаваемых цифровых сигналов приводит к ограничению полосы частот ЦЛТ снизу. При этом простейшая эквивалентная схема ЦЛТ может быть представлена в виде дифференцирующей RL-цепи рис. 6.5а. напряжение на выходе U_ВЫХ(t) четырехполюсника будет пропорционально производной от напряжения на входе U_ВХ(t)и показано на рис. 6.5б. ослабление низкочастотных составляющих цифрового сигнала приводит к появлению выбросов в принимаемом импульсном сигнале. Причем полярность выброса противоположна полярности передаваемых символов цифрового сигнала и спад выброса затягивается на последующие тактовые интервалы, также вызывая межсимвольные помехи. Таким образом, ограничение полосы частот ЦЛТ снизу и сверху приводит к искажению формы передаваемых по кабелю связи цифровых сигналов, которое является причиной появления межсимвольных помех. Уменьшить межсимвольные помехи можно за счет применения линейных кодов и корректирующих усилителей в регенераторах.

На цифровой поток в ЦЛТ также накладываются различного рода посторонние электрические сигналы, которые собственно и являются электрическими помехами, показанными на рис. 6.1. Характер таких помех оказывается существенно различным для разного типа кабелей.

Так, в симметричном кабеле, на основе которого строятся ЦЛТ местных и внутризоновых сетей связи, основным видом помех являются переходные помехи. Они возникают вследствие конечности переходного затухания между парами кабеля в четверке и между четверками. Влияние помехи на передаваемый цифровой сигнал зависит от способа организации ЦЛТ. При однокабельной организации ЦЛТ преобладают переходные помехи на ближнем конце участка регенерации, а при использовании двухкабельной системы - переходные помехи на дальнем конце. Величина переходных помех определяется уровнем цифрового сигнала на передаче, переходным затуханием на ближнем или дальнем концах, а также видом энергетического спектра линейного цифрового сигнала и его скоростью передачи.

Характер суммирования переходных помех в парах кабеля, подверженных влиянию, зависит от числа ЦЛТ, организованных по одной кабельной цепи. При малом числе влияющих ЦЛТ (от двух до четырех) переходная помеха от различных цепей складывается по напряжению. При большом числе влияющих цепей (более четырех) сложение переходных помех осуществляется по мощности.

Другим существенным видом помех для ЦЛТ, организованных по симметричному кабелю, являются помехи от отраженных сигналов. Они возникают из-за несогласованности волновых сопротивлений кабеля и входных и выходных цепей регенераторов, а также из-за неоднородностей волнового сопротивления в местах стыка строительных длин. Отраженные в местах несогласованностей и неоднородностей паразитные цифровые потоки, которые опережают линейный цифровой сигнал или отстают от него и выступают в роли мешающего электрического сигнала, то есть помехи.

Специфическим видом помех в ЦЛТ симметричного кабеля являются импульсные помехи, создаваемые коммутационными приборами автоматических телефонных станций (АТС). Этот вид помех является определяющим на регенерационных участках ЦСП местной сети, прилегающих к АТС. Для того, чтобы уменьшить мешающее воздействие импульсных помех пристанционные участки регенерации приходится делать укороченными (обычно в два раза по сравнению с номинальной длиной).

Заключение

Собственные (или тепловые) помехи являются основными в ЦЛТ, организованные при помощи коаксиальных кабелей связи. Характерная особенность коаксиальных цепей состоит в том, что с увеличением частоты резко возрастает величина переходного затухания между коаксиальными парами (например, уже на частоте 1 МГц не менее 120 дБ), поэтому при передаче по ним цифровых сигналов переходные помехи отсутствуют. Собственные помехи в коаксиальных ЦЛТ вызываются, в основном, хаотическим тепловым движением электронов в кабельных цепях и шумами усилительных элементов во входных цепях регенераторов. Величина собственных помех в коаксиальной паре зависит от скорости передачи цифровых сигналов и длины участка регенерации. В целом величина помех в ЦЛТ коаксиального кабеля оказывается намного меньше, чем в трактах симметричного кабеля. Это является основной причиной того, что коаксиальные кабели используются для высокоскоростной передачи цифровых потоков.

Использованная литература

1. Бойерле, Х. П., Беценар, Г. Бах Коммуникация в технике автоматизации. -- Пер. с нем. -- Берлин, Мюнхен: АО Siemens, 1991. -- 155 с. -- ISBN 3-8009-1563-4.

2. Варакин, Л. Е. Теория систем сигналов. -- М.: Советское радио, 1978. -- 375 с.

3. Гоноровский, И. С. Радиотехнические цепи и сигналы: Учебник для вузов. -- 4-е изд., перераб. и доп. -- М.: Радио и связь, 1986. -- 512 с.

4. Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.

Размещено на Allbest.ru