Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
книги / Электросвязь. Введение в специальность.pdf
Скачиваний:
14
Добавлен:
20.11.2023
Размер:
16.5 Mб
Скачать

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