- •ВВЕДЕНИЕ В СПЕЦИАЛЬНОСТЬ
- •РАБОТА СТУДЕНТОВ НА АУДИТОРНЫХ ЗАНЯТИЯХ
- •2.2. ПРАКТИЧЕСКИЕ И СЕМИНАРСКИЕ ЗАНЯТИЯ
- •3.1. ПЛАНИРОВАНИЕ И ОРГАНИЗАЦИЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
- •3.5. ПОДГОТОВКА К ЭКЗАМЕНАМ
- •4.1. ЗАБОТА ГОСУДАРСТВА О СТУДЕНТАХ
- •4.3. ОБЩЕСТВЕННАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ СТУДЕНТОВ
- •наиболее удобный и экономически целесообразный способ передачи сообщения в каждом конкретном случае.
- •Системы телефонной связи
- •Система звукового вещания
- •Системы факсимильной связи
- •Системы телевизионного вещания
- •Системы телеграфной связи
- •Системы передачи данных
- •Сеть звукового вещания
- •Сеть телевизионного вещания
- •Сеть передачи газет
- •Принципы построения и структура ЕАСС
- •Понятие об управлении функционированием ЕАСС
- •Системы и линии передачи
- •Глава 9. АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОСВЯЗЬ
- •Физические основы телефонной связи
- •Коммутационные приборы
- •Основные понятия теории телефонного сообщения
- •Принцип построения автоматических телефонных станций
- •Направления и перспективы развития телефонной
- •связи
- •Согласование работы передатчика и приемника систем передачи дискретных сообщений
- •Современная оконечная телеграфная аппаратура
- •Принцип построения аппаратуры передачи данных
- •Сети передачи дискретных сообщений — вторичные сети ЕАСС
- •Типы телеграфных станций коммутации
- •Каналы для передачи дискретных сигналов
- •Состояние и тенденции развития телеграфной связи и передачи данных
- •Экономическая эффективность использования линий связи
- •Характеристики канала тональной частоты
- •Классификация многоканальных систем передачи
- •Способы организации двухсторонней связи
- •Понятие о модуляции и демодуляции
- •II? illlllf Ж
- •Индивидуальный принцип построения аппаратуры
- •систем передачи
- •Принцип временного разделения каналов
- •Общие принципы построения цифровых систем передачи
- •Автоматизация технического обслуживания многоканальных систем передачи
- •Принципы организации радиосвязи и радиовещания
- •Искажения радиосигнала, помехи, замирания и шумы
- •Основные характеристики радиопередающих устройств
- •Классификация радиопередающих устройств
- •Цифровая обработка сигналов
- •Основные характеристики радиоприемных устройств
- •Классификация радиоприемных устройств
- •Основные параметры антенн
- •Особенности передающих антенн различных диапазонов
- •Особенности приемных антенн различных диапазонов
- •Фидеры
- •Радиорелейные системы передачи прямой видимости
- •Принцип организации спутниковой радиосвязи
- •Диапазоны частот для спутниковой связи
- •Спутниковые радиосистемы «Орбита», «Экран» и «Москва»
- •Радиосистемы передачи на декаметровых волнах
- •Звукозапись
- •Тракты распределения программ звукового вещания
- •Радиовещание
- •Проводное вещание
- •Место радиосредств в ЕАСС
- •Причины и степень поражения человека электрическим током
- •12.2. МЕРЫ И СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ
- •12.4. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
- •СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- •СОДЕРЖАНИЕ
н е й н ыми . Степень нелинейных искажений в первом приближении оценивается амплитудной характеристикой канала, представляю щей собой зависимость остаточного затухания канала от уровня на его входе при определенной частоте.
Наряду с полезным сигналом в канале всегда присутствуют посторонние электрические колебания-помехи, мешающие нормаль ному приему передаваемых сигналов. Помехи в каналах систем передачи могут возникать под влиянием как внутренних (внутри системных), так и внешних факторов. Оценка действия помех любо го вида производится по помехозащищенности А3у дБ, определяемой разностью уровней полезного сигнала и помехи в той точке канала, где производится эта оценка:
Аз |
Рс Рпом |
с / Рп ом ) , |
(10.3) |
где рс, Рпом — уровни |
полезного сигнала |
и помехи; РСу Рпом — мощ |
|
ности полезного сигнала и помехи. |
|
Классификация многоканальных систем передачи
Системы передачи различают по методу формирования и пере дачи многоканального сигнала, т. е. по методу разделения кана лов, типу среды распространения сигналов электросвязи и типу
использования их на ЕАСС. |
|
|
По методу |
разделения каналов |
различают системы с ч а с т о т |
ным (Ч Р К) |
и в р е м е н н ы м |
( ВРК) разделением каналов. |
Общие принципы разделения каналов рассматривались в § 7.6. Схе мы, поясняющие принцип действия систем передачи с ЧРК и ВРК, приведены на рис. 1 0 .1 . В системах передачи с ЧРК по каналам передаются непрерывные (аналоговые) сигналы, поэтому такие системы принято называть а н а л о г о в ы м и . Они относительно просты в эксплуатации, имеют достаточно высокую надежность работы, обеспечивают хорошее качество передачи сигналов и необходимую дальность связи. Однако есть у них и ряд недостат ков. Одним из основных недостатков является относительно низкая помехозащищенность. С увеличением протяженности магистрали
Рис. |
10.1. Способы формирования и передачи сигналов с |
(а) и времен- |
ным |
(б ) разделением каналов |
|
помехозащищенность в каналах аналоговых систем передачи уменьшается» поскольку помехи постепенно накапливаются.
В системах передачи с ВРК используется двоичный сигнал. Последовательность передаваемых импульсов тока содержит всю необходимую информацию о форме исходного сигнала. Подробнее о системах передачи с ВРК будет рассказано в § 10.3. Пока же отметим, что они имеют более высокую помехозащищенность в сравнении с аналоговыми. Это обусловливается двоичным харак тером сигнала, что позволяет реализовать периодическую регенера цию (восстановление) сигнала и избежать накопления помех.
По типу среды распространения сигналов электросвязи много канальные системы передачи делятся на проводные и радиосисте мы. П р о в о д н о й с и с т е м о й п е р е д а ч и ЕАСС называется система передачи, в которой сигналы электросвязи распространяют ся в пространстве вдоль непрерывной направляющей среды. Про водной системе передачи присваивается название в зависимости от типа направляющей среды, например кабельная, волноводная (волоконно-оптическая). Система передачи ЕАСС, в которой сигналы электросвязи передаются посредством радиоволн в открытом пространстве, называется р а д и о с и с т е м о й . По месту использо вания многоканальных систем передачи на ЕАСС выделяют маги стральные, зоновые и местные системы.
Обеспечение дальности передачи
Многоканальные системы передачи с частотным и временным разделением каналов — это сложный комплекс технических средств, включающий в себя оконечную аппаратуру, устанавливаемую на оконечных пунктах ОП, промежуточную аппаратуру, размещаемую на обслуживаемых ОУП или необслуживаемых НУП усилительных пунктах, а также линий связи (рис. 10.2). В отличие от аналого вых систем во временных системах на обслуживаемых и необ служиваемых пунктах устанавливается аппаратура для восстанов ления (регенерации) импульсных сигналов линейного тракта. Отсю да обслуживаемые и необслуживаемые пункты в этих системах принято называть р е г е н е р а ц и о н н ы м и (ОРП, НРП).
Поясним для чего нужны усилительные и регенерационные пункты. Дальность передачи сигналов по физическим цепям опре-
Рис. 10.2. Структурная схема построения систем передачи с ЧРК и ВРК
деляется прежде всего затуханием (ослаблением) сигнала из-за того, что в цепи теряется часть энергии передаваемого сигнала. Конкретные электрические параметры цепи и чувствительность приемного устройства определяют допустимую дальность связи. Например, при передаче речи мощность сигнала на выходе микро
фона |
телефонного аппарата Pnep= l мВт, |
а чувствительность теле |
||||
фона |
приемного аппарата Р1ф= |
0,001 |
мВт. Таким образом, |
макси |
||
мально допустимое затухание |
цепи |
не |
должно |
быть |
больше |
|
атах = 10 lg (Кер/Рпр) = 10 lg (1/0,001) = |
30 дБ. Зная |
затухание |
cimax и километрический коэффициент затухания а, можно опреде лить дальность передачи: 1 = атах/ а, км.
Для обеспечения дальности связи больше допустимой по опреде ленной цепи используют различные способы компенсации затуха ния сигналов. В многоканальной связи известны следующие спо собы компенсации затухания: повышение мощности сигнала в месте передачи, в месте передачи и приема, а также последовательно в нескольких равномерно расположенных точках цепи. Наиболее широкое распространение нашел последний способ, который реа лизуется с помощью промежуточных усилителей. Часть канала связи между соседними промежуточными усилителями называется у с и л и т е л ь н ы м у ч а с т к о м .
Аппаратура ОУП и НУП служит не только для усиления много канального аналогового сигнала, но и для коррекции (выравнива ния) амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик линей ного тракта. Она предназначена для восстановления амплитуды, длительности и временного интервала между импульсами времен ного сигнала. Расстояние между необслуживаемыми пунктами зависит от емкости системы. Чем больше емкость системы, тем мень ше расстояние между НУП (НРП). Например, в аналоговых систе мах емкостью 60 каналов расстояние между НУП составляет 19 км, а емкостью 1920 каналов — 6 км. Во временных системах емкостью 1 2 0 каналов расстояние между регенерационными пунктами со ставляет 5 км, а емкостью 1920 каналов — 3 км.
Аппаратура ОП и ОУП (ОРП) размещается в зданиях, где постоянно находится технический персонал для ее обслуживания. Оконечные и переприемные пункты размещают в крупных городах.
При строительстве кабельных линий передачи весьма важное место занимает оборудование вводов кабелей в оконечные и уси лительные (регенерационные) пункты. Междугородные кабели к этим пунктам подводятся либо через специальные кабельные шах ты, либо непосредственно в помещение, где размещено оборудова ние. Конкретное техническое решение ввода зависит от конструкции здания, числа вводимых кабелей и плана размещения оборудова ния в помещениях. Место ввода выбирается с учетом экономии кабеля внутри здания, удобств эксплуатации и обеспечения механи ческой защиты кабеля. В крупных пунктах для ввода кабелей выделяют специальное помещение — шахту. В небольших пунктах
Рис. 10.3. Устройство НУП с вертикальной камерой для симметричного кабеля (а) и горизонтальной цистерной для коаксиального кабеля (б)
ввод одного-двух кабелей осуществляется через отверстие, устро енное в фундаменте здания на глубине прокладки кабеля. Во всех случаях ввод осуществляется по асбоцементным трубам. В поме щении шахты кабель по специальным желобам или консолям под водится к оконечным устройствам: вводно-кабельным стойкам, бок сам и др. На оконечных устройствах кабель распаивается. При этом крупные кабели предварительно распаивают на распредели тельные кабели с помощью разветвительных муфт (перчаток). Для защиты станционного оборудования от опасных напряжений оболочку и броню кабеля перепаивают между собой и заземляют.
Конструкция НУП определяется типами магистрального кабеля и систем передачи. Как правило, НУП представляет собой метал лическую камеру, имеющую подземную и наземную части. В ка мере размещается вводно-коммутационное и усилительное обору дование. Камера имеет герметически закрывающийся вход, который надежно изолирован от воздействия атмосферных явлений.
Кабели в НУП вводятся с помощью асбоцементных труб и специальных стальных патрубков. Для герметизации вводов обо лочки кабеля и концы вводных патрубков пропаивают или герме тизируют при помощи битумно-резиновой мастики. Внутри НУП кабели разделывают и распаивают на боксах вводно-кабельных стоек. На рис. 10.3, а показан НУП для симметричного кабеля с вертикальной камерой. На коаксиальных магистралях применя ются НУП, оборудованные в горизонтальных цистернах с внут ренней деревянной обшивкой (рис. 10.3,6).
Способы организации двухсторонней связи
Многоканальные системы передачи должны обеспечивать одно временную и независимую передачу сигналов в двух направлениях. Это требование можно реализовать двумя способами их построения, рассмотрим эти способы на примере аналоговых систем передачи.
На рис. 10.4, а приведена упрощенная структурная схема ана логовой системы передачи на N каналов для обеспечения связи между пунктами А и В. Предположим, что первый канал исполь-
Рис. 10.4. Построение систем передам:
а двухполоской лпу.хпронодпои; С) однополосной чстырсхнронодной
зуется для телефонной связи, а другие каналы — для передачи сигналов телефонной и других видов связи. Электрический сигнал частотой 0,3 3,4 кГц от телефонного аппарата, установленного в пункте А, поступает на передатчик Пер станции А. Одновременно на другие входы каналов передатчика поступают сигналы от других абонентов. Передатчик обеспечивает перенос полос частот, зани маемых исходными сигналами (сигналами абонентов), в область более высоких частот. При этом полоса частот каждого исходного сигнала переносится в заданный диапазон частот без изменения ее ширины. Принцип переноса полос частот пояснялся на рис. 7.18. Подробнее этот процесс будет рассмотрен в § 1 0 .2 . Полосы частот сигналов после переноса должны находиться в пределах частотного диапазона используемой линии связи. Совокупность преобразован ных сигналов в линии связи образует групповой сигнал. В данном
случае |
(рис. |
10.4, а) групповой сигнал |
занимает полосу частот |
||
/ 1 |
/2 . Этот |
сигнал передается в линию через направляющий |
|||
фильтр |
НФЛ, |
пропускающий сигналы в |
полосе частот |
станции А, |
|
т. е. f\ |
/2 . На промежуточной станции |
в пункте Б, |
где установ |
лена аппаратура ОУП или НУП, групповой сигнал проходит через
НФА, усиливается, корректируется |
и |
вновь передается в линию. |
В пункте В групповой сигнал / 1 |
/ 2 |
поступает через НФА в при |
емник (Пр), где выполняется операция обратного переноса полос частот, соответствующих каждому сигналу, в исходный диапазон. Каждый сигнал подается к соответствующему абоненту. Например,
сигнал первого канала 0,3 |
3,4 кГц передается |
через специальное |
разделительное устройство, |
называемое д и ф ф |
е р е н ц и а л ь н о й |
с и с т е м о й ДС, к телефонному аппарату, установленному в пунк-
те В. Передатчик аппаратуры станции В будет формировать дру гую полосу частот группового сигнала / 3 /4. В этом случае на правляющие фильтры НФВ пропускают сигналы передачи станции
В в |
полосе частот [ 3 |
/4 и подавляют сигналы |
передачи |
станции |
|
А в |
полосе / 1 |
f>2. Так как групповые сигналы |
передачи |
станций |
А и В не совпадают по частоте, их можно передавать по одной цепи, например по двухпроводной линии.
Системы передачи, обеспечивающие связь между пунктами А и В по двухпроводной линии с использованием для передачи и
приема сигналов двух |
полос, |
называются д в у х п о л о с н ы м и |
д в у х п р о в о д н ы м и . |
Данные |
системы передачи нашли широкое |
применение на воздушных линиях связи, так как при таком способе построения систем требуется только два провода, что приводит к значительной экономии металла. Однако линейный спектр частот этих систем используется нерационально.
На рис. 10.4,6 приведена схема организации связи между
пунктами А и |
В с использованием о д н о п о л о с н о й ч е т ы р е х |
п р о в о д н о й |
системы передачи на N каналов. Предположим, что |
первый канал используется для организации телефонной связи, а остальные каналы — для телефонной и других видов связи.
В отличие от двухполосной двухпроводной системы передачи
передатчики оконечной аппаратуры, установленные |
в пунктах А |
и В, формируют групповой сигнал линейного тракта, |
занимающий |
одну и ту же полосу частот f\ /2. Поскольку полосы частот пере дачи пунктов А и В совпадают по спектру, двухсторонняя связь может осуществляться одновременно только по раздельным цепям, т. е. по четырехпроводной линии. При этом отпадает необходимость в направляющих фильтрах.
Одним из основных достоинств однополосных четырехпроводных систем является рациональное использование спектра частот. В данной системе при одинаковых спектрах группового сигнала линейного тракта число каналов можно увеличить в 2 раза. Одно полосная четырехпроводная схема передачи нашла широкое при менение для организации связи по кабельным линиям.
При организации связи по одному симметричному кабелю с применением однополосной четырехпроводной системы передачи возникают значительные переходы сигналов из цепей передачи в цепи приема из-за электромагнитных влияний. Суть электромаг нитных влияний состоит в возникновении напряжений и токов в одной цепи под действием внешних электрического и магнитного полей другой цепи. Взаимное влияние имеет место не только между цепями воздушных линий, но и между цепями симметричных кабелей. В случае четырехпроводной системы передачи для умень шения взаимных влияний связь организуется по двум симметрич ным кабелям. К одному кабелю подключаются все передатчики, установленные в пункте А, к другому — все передатчики, установ ленные в пункте Б, т. е. передача и прием ведутся по различным