эксплуатировать системы и устройства автоматической электросвязи, пользуясь соответствующей технической документацией; производить пусконаладочные работы; осуществлять контроль и диагностику оборудования; организовывать ремонтные работы; осуществлять сбор, обработку и анализ статистической эксплуатационной информации;

выполнять работы по организации и управлению предприятиями связи; ана­ лизировать производственно-хозяйственную деятельность предприятий; самосто­ ятельно принимать решения;

организовывать социалистическое соревнование и повышение квалификации персонала; способствовать развитию рационализаторского движения; осуществлять меры по предотвращению производственного травматизма и профессиональных за­ болеваний.

Г л а в а 10. МНОГОКАНАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОСВЯЗЬ

10.1. ОСНОВЫ МНОГОКАНАЛЬНОЙ

ЭЛЕКТРОСВЯЗИ

Экономическая эффективность использования линий связи

Развитие народнохозяйственного комплекса нашей страны, рост культуры, науки ведут к быстрому увеличению потоков сообщений, передаваемых средствами связи. Сообщения любого вида от его источника к получателю передаются с помощью электрических

межуточного и линейного оборудования), обеспечивающих переда­ чу сигналов в полосе частот 0,3 3,4 кГц. Практика организации связи показывает, что наиболее дорогостоящими звеньями каналов электросвязи являются линии связи: воздушные, кабельные, воло­ конно-оптические, радиорелейные, спутниковые. Отсюда понятен интерес ученых и инженеров к созданию многоканальных систем передачи, позволяющих по одной линии связи организовать воз­ можно большее число каналов, а следовательно, одновременную передачу сигналов: телефонных (передача речи), телеграфных (пе­ редача букв и цифр), передачи данных, вещания и телевидения. Представление о структуре системы передачи дает рис. 7.19.

Число каналов, образуемых по линии связи, определяется, с одной стороны, полосой частот, которую может пропустить линия, а с другой стороны — видом передаваемых сигналов и требовани­ ями к их параметрам. Основным каналом современных систем пе­ редачи является канал тональной частоты, предназначенный для передачи телефонных сигналов в спектре частот 0,3 3,4 кГц.

Телефонные сигналы имеют спектр, совпадающий по частоте со звуковыми (тональными) колебаниями, соответствующими речи. Учитывая это обстоятельство, а также тот факт, что телефонные сообщения являются преобладающими в общих потоках сообщений, канал ТЧ принят в качестве стандартного. Представление о при­ мерном порядке числа каналов ТЧ, образуемых по различным линиям связи, дает табл. 10.1. Число каналов, образуемых систе­ мой, принято называть е м к о с т ь ю с и с т е мы.

рублях всей системы с учетом ее эксплуатации определяется из выражения

где N — число каналов ТЧ, образуемых системой; L — длина маги­ страли, км. Из формулы (10.1) следует, что чем больше число каналов организовано с помощью многоканальной системы переда­ чи, тем ниже стоимость 1 кан.-км и, следовательно, эффективнее используется линия связи.

Схема одновременной передачи по одной физической цепи теле­ графного и телефонного сигналов была предложена нашим сооте­ чественником Г Г Игнатьевым в 1880 г. Дальнейшим развитием работы Г Г Игнатьева явились схемы другого русского специали­ ста Е. И. Гвоздева, организовавшего в 1893 г. передачу по одной физической цепи одного телефонного и двух телеграфных сигналов. Первая система передачи была создана в нашей стране в 1934 г. Она позволяла организовать по одной воздушной цепи три теле­ фонных канала. В 1935 г. эта система была модернизирована и установлена на магистрали Москва — Хабаровск. В 1940 г. для воздушных линий связи была разработана система на 1 2 каналов, серийный выпуск ее начался в 1951 г. В 50-е годы были созданы системы, рассчитанные на 12, 24, 60 каналов, работающие по симметричному кабелю, и на 1920 каналов, работающие по коакси­ альному кабелю. По мере совершенствования элементной базы модернизировались ранее разработанные системы и создавались новые, в частности, на 120, 300 и 3600 каналов. Подробнее о современных системах передачи и перспективах их развития будет рассказано ниже.

Т а б л и ц а 10.1

Для непрерывных (аналоговых) сигналов основными параметра­ ми являются ширина полосы частот, занимаемая сигналом, средняя мощность на входе канала и динамический диапазон.

Ш и р и н о й п о л о с ы ч а с т о т называют основную часть спек­ тра сигнала, которую необходимо передать но каналу для высо­ кокачественного восстановления на приеме. В технической литера­ туре ширина полосы частот, занимаемая сигналом, часто называет­

реднения результатов измерений мощности за большой промежуток времени, например за 1 ч. Усреднение необходимо потому, что мощность сигналов электросвязи непостоянна во времени. Так, те­ лефонный сигнал отображает изменение звукового давления перед микрофоном: говорящий человек то повышает голос, то говорит тише или делает паузы. Соответственно амплитуда колебаний сигнала то нарастает, то уменьшается или доходит до нуля. Но средняя мощность, если производить усреднение в течение некото­ рого времени, представляет более или менее определенную величи­ ну. Для оценки числовых значений мощностей сигналов электро­ связи в различных точках канала и оценки соотношений между этими значениями в технике связи используются уровни передачи, выражающиеся в децибелах.

А б с о л ю т н ы й у р о в е н ь м о щ н о с т и р (дБм) в данной точ­

абсолютных уровней мощности в данной точке канала и в точке, принятой за точку сравнения. В канале ТЧ точкой сравнения является двухпроводный вход канала. Эта точка называется т о ч ­ кой н у л е в о г о о т н о с и т е л ь н о г о у р о в н я (ТНОУ). Аб­ солютный уровень в ТНОУ обозначается ро. Относительный уровень

в точке х канала рхотн = рх — ро, где рх, ро — абсолютные уровни в точке х и в ТНОУ Относительный уровень характеризует не величину мощности в данной точке канала, а изменение этой мощ­ ности (усиление при рхотн > 0 или затухание при рхотн < 0 ) между данной точкой и ТНОУ

График, показывающий изменение относительного уровня сигна­ ла с частотой 800 Гц при его прохождении по каналу ТЧ, называ­ ется д и а г р а м м о й у р о в н е й .

На рис. 5.2 показан двоичный сигнал, у которого возможны только два состояния U0 или U |, т. е. дискретный сигнал состоит из двух разных элементов — импульсов (пауза рассматривается как

ваемых в секунду. Если длительность одного импульса т, то ско­ рость передачи будет 1/т имп./с. Другими словами, при передаче двоичного сигнала скорость передачи обратно пропорциональна длительности элементарных посылок (импульсов), из которых сос­ тоит сигнал. Практически основная энергия спектральных компо­ нент таких сигналов сосредоточена в диапазоне частот, не превы­ шающих значение 1 /т. Поскольку 1 / т — скорость передачи двоич­ ных сигналов, то чем выше скорость передачи дискретных сигналов, тем большая полоса частот требуется для их передачи.

Характеристики канала тональной частоты

Важной характеристикой канала ТЧ является о с т а т о ч н о е з а т у х а н и е — разность уровней мощности (абсолютных или от­ носительных) на его входе и выходе. Физически остаточное зату­ хание канала показывает разность между суммами всех затуханий и всех усилений в канале, другими словами — это величина неком­ пенсированного затухания.

Сигналы, передаваемые по каналу ТЧ, неизбежно претерпевают искажения. В канале величина остаточного затухания на разных частотах различна. Причина этого заключается в амплитудночастотной зависимости параметров реальных усилителей, трансфор­ маторов, фильтров и т. д. Зависимость остаточного затухания от частоты, приводящая к возникновению амплитудно-частотных искажений сигналов, называется а м п л и т у д н о - ч а с т о т н о й х а р а к т е р и с т и к о й к а н а л а .

Сигналы, передавемые по каналу ТЧ, являются сложными, т. е. состоящими из целого ряда гармонических колебаний разной час­ тоты. Время прохождения каждой гармоники по каналу может оказаться различным. В результате образуется фазовый сдвиг меж­ ду составляющими. Зависимость фазового сдвига, вносимого кана­

ет степень фазочастотных искажений.

Искажения, образующиеся из-за нарушения соотношений между амплитудами и фазами каждой составляющей, называются л и н е й ­ ными.

При воспроизведении сигнала в его составе помимо исходных частот могут появиться дополнительные из-за наличия в канале нелинейных устройств. Возникновение новых частотных составляю­ щих также приводит к искажениям сигнала, называемым не л и