Линейные устройства. Факторы, ухудшающие передачу

Краткие итоги

• Прямое затухание — это интегральный показатель качества передающей среды. Затухание показывает уменьшение мощности сигнала в результате его прохождения через среду передачи.
• Уровень входного сигнала диктуется типом оборудования, типом и протяженностью линии. Поэтому во всех странах принято измерять затухание системы передачи относительно назначенной заранее точки отсчета в цепи передачи, относительно которой определяются значения уровней передачи во всех остальных точках. Эта точка названа точкой c нулевым уровнем передачи (Zero Transmission Level point). Уровень сигнала в точке c нулевым уровнем передачи не равен нулю.
• Под коэффициентом затухания понимается относительное изменение мощности передачи сигнала при распространении его на единицу расстояния, выраженное в км.
• Переходное затухание — величина, которая характеризует относительное количество энергии, переходящей вследствие электромагнитной связи из одной цепи в другую, и выражается в децибелах.
• Имеются следующие виды переходного затухания:
  • измеряемое на ближнем конце (NEXT — Near End Cornstalk). Имеется в виду переход мощности от одной пары к другой, который измеряется на конце, ближнем к передатчику пары, подверженной влиянию;
  • измеряемое на дальнем конце (FEXT — Far End Cornstalk). Имеется в виду переход мощности от одной пары к другой, который измеряется на конце, дальнем от передатчика пары, подверженной влиянию.
• Для уменьшения влияния переходного затухания применяются кабели с витыми (скрученными) парами. Это многожильный кабель, у которого жилы скручены по парам или четверками.
• В связи с проблемой устранения переходного затухания большое внимание уделяется симметрированию проводов разговорного тракта (провода a и b). Любая нагрузка, подключаемая к одному проводу, должна иметь аналог по сопротивлению, подключаемый к другому проводу.
• Шумы (помехи) — это паразитные сигналы, поступающие в пользовательский канал. Он в большинстве случаев имеют случайный характер и случайные характеристики. По своему происхождению они делятся на внутренние и внешние.
• Внутренние шумы возникают от теплового движения заряженных частиц, температурных изменений и т.п. Внешние шумы или помехи возникают от многих источников излучения, а также при недостатках заземления.
• Коэффициент импульсных помех служит для цифровой оценки состояния линии, он указывает количество ошибок на определенное число битов. Нормальным считается коэффициент ошибок — это означает, что на 10⁶ битов в канале появляется одна помеха, которая может привести к ошибке. Минимально приемлемая величина коэффициента ошибок (допускается обычно при применении радио тракта) составляет
• Коэффициент "пачечности" (концентрации ошибок) показывает отношение количества ошибок, полученных в данном интервале времени, к ожидаемому среднему по всем интервалам.
• Задержка передачи информации (запаздывание) измеряется временем между поступлением сигнала на вход системы передачи и появлением его на выходе. На это время влияют: параметры линии, параметры аппаратуры, быстродействие и алгоритмы обработки.
• В существующих сетях получило распространение введение искусственной индуктивности, которая ослабляет емкостный характер. Эти устройства получили название "пупиновские катушки".
• Существует три категории отводов абонентской линии в распределительной или магистральной сети.
  • Первый отвод — для подключения резервного оборудования (jumping-off). Этот отвод используется в качестве резервной линии для подключения телефонного аппарата в другое место (например, дополнительная розетка).
  • Отвод для перехвата информации (taping) подразумевает включение оборудования, которое само активно принимает информацию.
  • Неиспользуемая пара (bridged tap) — дополнительная пара проводов, проложенная рядом с основными парами кабеля.
• Качество обслуживания телефонных вызовов на сети определяется вероятностью потерь (отказов в обслуживании) из-за отсутствия свободных и доступных коммутационных приборов или каналов.
• Имеются потери двух типов — явные потери и потери по ожиданию. В первом случае при отсутствии свободных путей или каналов заявка снимается с обслуживания, во втором случае — ставится на ожидание. Она снимается с обслуживания, если время ожидания превышает заранее заданную величину.
• В современных сетях телекоммуникаций применяется характеристика качество обслуживания. Эта характеристика является комплексной при оценке класса и качества услуг, критичных к задержкам при передаче. Обычно качество характеризуется явными потерями. Допустимые значения задержек обычно не превышают 0,1 с(сюда входит время на обработку пакетов конечной станцией).
• Трафик транзакций (интерактивный). При передаче этого вида трафика задержки не должны превышать 0,1 с. В противном случае пользователи будут вынуждены прерывать работу и ждать ответа на свои сообщения.
• Трафик данных. Задержки при передаче трафика этой категории могут иметь практически любые значения и достигать даже нескольких секунд.
• Схема, включаемая в линию и выполняющая переход от двухпроводной линии к четырехпроводной, называется дифференциальной системой (hybrid).
• При работе дифференциальной схемы возможен переход информации с цепей передачи на цепь приема, как это показано на рисунке пунктирной линией. Такой переход вызывает у абонента эффект эха. Явление "эхо" заключается в поступлении в приемник сигнала передатчика.
• В цифровых системах для улучшения качества тракта применяется цифровая схема эхокомпенсации. Ее принцип заключается в том, что передаваемая в линию информация через цепь задержки передается в сумматор, стоящий в цепи приема. Там она вычитается (алгебраически суммируется) из принимаемого потока. Задержка и параметры сигнала выбираются таким образом, чтобы при вычитании уничтожить сигналы, перешедшие из собственной цепи передачи.
• Метод эхоподавления основан на том, что при передаче информации закрывается (ослабляется) цепь собственного приема. При эхоподавлении может происходить ухудшение качества связи в момент, когда оба абонента активны, а тракт приема одного из них заблокирован.

Задачи и упражнения

1. Показать, что приведенные эталонные значения напряжения (В ) и тока () соответствуют мощности 1 мВт, развиваемой на эталонном сопротивлении 600 Ом. Вывести уравнения, применяемые для вычисления затухания с помощью этих параметров.
2. Определите затухание в дБ (относительно эталонного значения напряжения), если мощность на выходе равна 100 пВт.
3. В точке А уровень передачи равен (-2дБм) в точке B (-4дБм). Определите затухание между точкой A и B в дБр. Если после точки С сигнал будет передаваться дальше и в точке C будет уровень 13 дБр, какое значение будет иметь затухание в единицах дБм?