ляют собой простейшие двоичные сигналы, параметры которых легко восстанавливаются с помощью специальных устройств — ре­ генераторов, размещаемых вдоль трассы и на приемном пункте.

с ЧРК рядом преимуществ, основными из которых являются высо­ кое качество передачи сигналов и практически неограниченная дальность передачи сигналов.

Общие принципы построения цифровых систем передачи

В настоящее время на сетях электросвязи нашей страны идет внедрение цифровых систем передачи. Промышленность выпускает несколько модификаций ЦСП. Независимо от модификации системы имеют общие принципы построения и используют ИКМ-сигналы. В основе их построения лежат первичные системы ИКМ, являющие­ ся ЦСП первой ступени.

На рис. 10.17 приведена структурная схема ЦСП первой сту­ пени. Основными элементами ее оборудования являются: оконеч­ ное, линейное и промежуточное оборудование. Оконечное обору­ дование устанавливается на станциях или узловых пунктах сетей электросвязи и состоит из аналого-цифрового оборудования АЦО, устройства временного группообразования ВГ и оконечной аппара­ туры линейного тракта ОАЛТ.

Промежуточное оборудование системы включает в себя аппара­ туру, обеспечивающую регенерацию и усиление групповых ИКМсигналов. Комплекты этой аппаратуры устанавливаются вдоль трассы линий связи с определенным интервалом. Места установки промежуточного оборудования называются регенеративными пунк­ тами, которые бывают необслуживаемыми НРП и обслуживаемыми ОРП. Контроль за работой аппаратуры этих пунктов, а также их

Первая

ст упень

(икм-зо)

Вторая

ступень ( т -П О )

Третья

ступень

(инм-т)

Четвертая

ступень

(UKM-19I0)

Рис. 10.18. Принцип построения ЦСП

дистанционное питание обеспечивает оборудование линейного трак­ та, входящее в состав оконечного оборудования.

Цифровые системы передачи первой ступени производят дис­ кретизацию, квантование, кодирование и объединение 30 индиви­ дуальных телефонных сигналов в один групповой ИКМ-сигнал с параметрами: цикл передачи Гц = 125 мкс; частота дискретизации /д = 8 кГц; число разрешенных уровней, заменяемых восьмиэлемент­

комбинаций двоичных импульсов, соответствующих мгновенным значениям 30 телефонных сигналов. Кроме этого в каждом цикле в канал передаются два специальных импульсных сигнала, предназ­ наченных для фазирования работы передающих и приемных АЦО. Поэтому цикл работы имеет 32 одинаковых по длительности каналь­ ных интервала Тк в каждом из которых передаются по восемь двоичных импульсов. Таким образом, за цикл (125 мкс) передается в канал 256 импульсов со скоростью 2,048 -10° имп/с.

ИКМ-120) содержит четыре АЦО-ЗО, устройство вторичного вре­ менного группообразования ВВГ и ОАЛТ. Устройство ВВГ объеди­ няет в один вторичный групповой сигнал сигналы четырех АЦО-ЗО. При этом скорость передачи сигналов возрастает в 4 раза и равна 8,448-10е имп/с. Однако скорость передачи группового сигнала ИКМ-120 несколько выше этого значения, так как он содержит дополнительные комбинации импульсов, предназначенные для согла­ сования работы четырех АЦО. Аппаратура ИКМ-120 образует 120

Линия передачи Волнодод _о___

\uuuuui /

СВетодод нрп

доаксиальнь/д3^шв* “

Мтиильныи?абрпп",?// /. ^

2,0^8П6иг/с

Г ™

оние в Г

Що-чд-so

Оборудование линейного тринаш

Рис. 10.19. Состав оборудования и взаимосвязь элементов ЦСП

временных каналов, т. е. обеспечивает передачу 120 телефонных

сигналов.

Третья ступень (система ИКМ-480) образуется путем объеди­ нения четырех вторичных ЦСП с помощью устройства третичного временного группообразования ТВГ При этом скорость передачи сигналов увеличивается в 4 раза и с учетом добавления специаль­ ных комбинаций импульсов согласования, составляет 34,368*10 имп/с. Система ИКМ-480 образует 480 временных каналов.

Четвертая ступень (система ИКМ-1920) строится путем объеди­ нения четырех третичных систем с помощью специального устрой­ ства — четверичного временного группообразования ЧВГ Система ИКМ-1920 образует 1920 временных каналов для передачи теле­ фонных сигналов. Скорость передачи группового сигнала составля­ ет 139,284 • 106 имп/с, т. е. более чем в 4 раза превышает скорость передачи системы ИКМ-480.

Системы передачи ИКМ-30 используются, как правило, на ме­

Состав оборудования и взаимосвязь элементов ЦСП показаны на рис. 10.19. Кроме основного оборудования, содержащего стойки аналого-цифрового оборудования САЦО, вторичного временного группообразования СВВГ, третичного временного группообразова­ ния СТВГ, четверичного временного группообразования СЧВГ и оборудования линейного тракта, на рисунке показано дополнитель­

ное оборудование. К нему относятся: стойка аналого-цифрового преобразования сигнала вторичной группы системы с ЧРК в груп­ повой ИКМ-сигнал (САЦО-ЧД-60), стойка аналого-цифрового преобразования сигнала третичной группы системы с ЧРК в груп­ повой ИКМ-сигнал (САЦО-ЧД-ЗОО) и стойка преобразования непрерывного телевизионного сигнала и сигнала звукового сопрот вождения в ИКМ-сигнал (САЦО-ТВ). На рисунке показаны также типы линий связи, которые могут быть использованы в качестве направляющей среды для передачи ИКМ-сигналов.

Кроме перечисленных основных ЦСП четырех ступеней про­ мышленность выпускает системы передачи ИКМ-12 и ИКМ-15, предназначенные для сельских телефонных сетей. Указанные систе­ мы позволяют организовать соответственно 12 и 15 временных каналов. Системы передачи ИКМ-12, ИКМ-15, ИКМ-30 и ИКМ-120 работают по симметричным кабелям, а ИКМ-480 и ИКМ-1920 — по коаксиальным.

10.4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И СТРОИТЕЛЬСТВО ЛИНЕЙНЫХ СООРУЖЕНИЙ И СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ

Постоянный рост объема передаваемой информации приводит к необходимости увеличения емкости первичной сети. Это дости­ гается путем реконструкции существующих и строительства новых магистральных линий связи.

Непосредственно строительству и реконструкции предшествует этап проектирования. Прежде всего проектируется сеть связи. Проектирование сети Предусматривает три этапа (срока): длитель­ ный (20 лет), средний (пять лет) и короткий (ежегодно). При долгосрочном проектировании сети связи основной проблемой является определение ее оптимальной структуры, т. е. определение мест нового строительства узлов и линий передачи. В случае проек­ тирования на средний срок структура сети считается заданной, а распределение каналов осуществляется таким образом, чтобы удовлетворить потребности в них при минимальных затратах. Краткосрочное проектирование базируется на известных структуре сети и распределении каналов, поэтому развитие осуществляется только за счет наращивания существующих пучков каналов, напри­ мер путем реконструкции линий связи с заменой одной системы передачи на более мощную.

Задача развития сети решается в два этапа: сначала произ­ водят расчет необходимой емкости пучков каналов всех вторичных сетей на перспективу, затем определяют соответствующие пучки каналов по направлениям первичной сети. После решения этих задач приступают к проектированию и строительству линий связи.

Основными задачами проектирования магистрали являются: составление схемы организации связи, выбор трассы будущей ма­ гистрали, определение типов линейных сооружений и системы пере­ дачи, обеспечивающих необходимое число каналов между заданны­ ми пунктами. В процессе проектирования предусматривается также решение вопросов надежности и качества работы будущей системы передачи. Все задачи должны решаться с учетом общей схемы развития сети на перспективный период, минимальной затраты сил и средств на строительство и эксплуатацию магистрали. При­ меняемые системы передачи, материалы, детали и конструкции должны соответствовать государственным стандартам. Общий над­ зор за соблюдением технических норм на каналы возложен на Министерство связи СССР.

Схема организации связи определяет распределение каналов (телефонных, телеграфных, передачи данных и др.) между оконеч­ ными и промежуточными станциями. Очевидно, что для заданного числа каналов между пунктами можно составить несколько вариан­ тов схем организации связи с использованием разных систем передачи и типов кабеля. Для определения экономически выгодной системы передачи проводят технико-экономическое сравнение схем организации связи по таким показателям, как затраты на строи­ тельство, эксплуатационные расходы, срок окупаемости, стоимость одного канало-километра и др.

Основным критерием выбора трассы будущей магистрали яв­ ляется минимальная стоимость линейных сооружений. Это особенно важно для нашей страны с ее огромными расстояниями между промышленными центрами и относительно малой плотностью насе­ ления.

Проектируемая трасса магистрали должна быть возможно короткой и проходить вдоль шоссейных или железных дорог для обеспечения транспортировки материалов при строительстве и удобства передвижения обслуживающего персонала при эксплуа­ тации. Кроме того, при выборе трассы необходимо предусмотреть: расположение пунктов размещения площадок для хранения (скла­ дирования) кабеля, строительных участков, складов, стоянок авто­ транспорта и механизмов; расположение ближайших к трассе нефте­ баз и возможность обеспечения механизированных колонн, транспор­ та и монтажных подразделений горюче-смазочными материалами; наличие вблизи трассы песчаных карьеров, гравийных разработок, кирпичных заводов и других предприятий. После выбора трассы магистрали, типа кабеля и системы передачи приступают к разме­ щению усилительных пунктов вдоль трассы. Как известно, усилитель­ ные пункты делятся на обслуживаемые ОУП и необслуживаемые НУП. Отличие между ними в том, что НУПы получают электропита­ ние с ближайших ОУП или окодечных пунктов ОП. Сначала на магистрали определяют места размещения ОУП. Они должны быть расположены в населенных пунктах с гарантированными источника-

гпер

гпр z V b jN k i

длина магистрали

ми питания. Расстояние между ОУП для различных систем передачи колеблется в пределах 130...250 км. Затем каждую секцию ОП—ОУП разбивают на усилительные участки. Длина усилительных участков для каждой системы передачи имеет строго нормированное значение (см. табл. 10.3). Пример размещения усилительных пунктов на магистрали показан на рис. 10.2.

Правильность размещения усилительных пунктов проверяется электрическими расчетами каналов связи. Они предусматривают расчет и построение диаграмм уровней, а также определение ожидае­ мой мощности помех на выходе канала связи. Диаграмма уровней (рис. 10.20) показывает распределение уровня сигнала по всей длине проектируемой магистрали. С увеличением длины магистрали происходит ослабление передаваемых сигналов. Усилители НУП и ОУП компенсируют это ослабление. Желательно, чтобы уровни приема на входах всех НУП и ОУП были бы одинаковыми. В этом случае обеспечивается максимальная разница между сигналом и суммарной мощностью помех на выходе канала, а следовательно, и высокое качество передаваемых сообщений.

Строительство кабельных линий начинают с изучения проект­ ной документации, трассы и условий производства работ. Затем составляют планы производства работ, подготавливают механизмы, автотранспорт, измерительные приборы, материалы и инструменты. Для осуществления строительно-монтажных работ необходимо опре­ делить потребность в рабочей силе и подготовить ее, а также организовать производственные подразделения. Строительство междугородных кабельных линий связи можно условно разбить на три основных этапа: организацию и проведение подготовительных работ; непосредственное выполнение строительно-монтажных работ; контрольные измерения и испытания, составление исполнительной документации и сдача объекта в эксплуатацию.

Строительство линейных сооружений осуществляют специали­ зированные строительно-монтажные управления (СМУ) и ком­ плексные передвижные механизированные колонны (ПМК). Обычно СМУ (ПМК) входят в состав специализированных строительных трестов или объединений, которые подчинены главным строитель­ ным управлениям.

Для выполнения строительных работ организуют соответствую­ щие производственные подразделения: участки, колонны, бригады,

звенья. К основным подразделениям относятся: бригады по провер­ ке и подготовке кабеля и оборудования на кабельных площадках; механизированные колонны; бригады по разработке траншей и прокладке кабеля вручную; бригады для выполнения переходов через шоссейные и железные дороги; бригады по устройству теле­ фонной канализации и колодцев; группы разбивки трассы и фикса­ ции; группы по проверке и сдаче кабеля в монтажно-измерительные участки.

При строительстве кабельных линий связи все основные трудоем­ кие работы должны быть механизированы. При этом наиболее трудоемкими и тяжелыми являются работы по рытью траншей и котлованов, прокладке кабеля и проводов грозозащиты, строи­ тельству телефонной канализации, устройству переходов через шоссейные и железные дороги, прокладке кабеля через водные преграды (реки, озера, моря) и в районах вечной мерзлоты. При строительстве линий связи используется мощная современная тех­ ника: кабелеукладчики (гусеничные, болотные), кусторезы, корче­ ватели, многоковшовые роторные экскаваторы, бульдозеры, траншеезасыпщики и др.

10.5. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ

МНОГОКАНАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ

Система передачи

Развитие ЕАСС показывает, что каждое пятилетие протяжен­ ность каналов первичной сети практически удваивается. Увеличение числа каналов и протяженности линий связи достигается за счет повышения эффективности использования уже существующих ли­ ний »связи и строительства новых. Первое направление является экономически более выгодным. Увеличение числа каналов можно добиться за счет использования более мощных многоканальных систем передачи (К-10 800, К-5400, К-1800, ИКМ-480, ИКМ-1920), дающих существенный технико-экономический эффект. Например, при замене системы передачи К-3600 на К-5400 емкость между­ городних линий связи увеличивается в 1,5 раза. Применение циф­ ровых систем передачи также позволяет повысить эффективность использования линий связи за счет меньшей их стоимости по срав­ нению с аналоговыми системами передачи. Так, к концу двенадца­ той пятилетки удельный вес для ЦСП в объеме выпускаемых систем передачи для зоновых сетей приблизится к 100%. Исполь­ зование при реконструкции симметричных кабельных линий ап­ паратуры ИКМ-480С позволит увеличить мощность магистралей в 8 раз. На коаксиальных линиях связи будут интенсивно внедрять­ ся системы передачи ИКМ-1920.

Широкое применение цифровых систем передачи, обработки и коммутации сигналов электросвязи позволит в будущем создать

в оптический, а приемник обеспечивает обратное преобразование оптического сигнала в электрический. На передаче в качестве такого преобразователя наибольшее применение получили полу­ проводниковый лазер и светоизлучающий диод, а на приеме — фотодиод. Все передающие и приемные устройства скомпанованы в квантово-электронный модуль размером со спичечную коробку, к которому с одной стороны подключена аппаратура ИКМ, а с дру­ гой стороны — оптический кабель. Таким образом, на передающей стороне от аппаратуры ИКМ до оптического преобразователя и на приемной стороне от оптического преобразователя до аппаратуры ИКМ передается электрический сигнал, а между оптическими передатчиком и приемником по оптическому кабелю передается оптический сигнал.

Несмотря на то, что оптические кабели еще являются доро­ гостоящими, волоконно-оптические системы передачи экономически целесообразны, особенно те, которые рассчитаны на большое число каналов.

Волоконно-оптические системы передачи входят в число наи­ более перспективных средств для создания интегральных цифро­ вых сетей связи и позволяют повысить скорость передачи сигналов до десятков гигабит в секунду. Одно из важнейших направлений развития волоконно-оптических систем передачи — переход на бо­ лее длинные волны оптического диапазона. Другим не менее важ­ ным направлением является работа по совершенствованию техни­ ческих, эксплуатационных и экономических показателей оптических систем передачи. При этом основные усилия, как правило, направ­ лены на повышение пропускной способности оптических кабелей, что может быть достигнуто методом, аналогичным методу частот­ ного разделения каналов. Суть этого метода состоит в одновремен­ ной передаче по одному оптическому волокну различных групповых сигналов на различающихся по длине волны оптических несу­ щих.

На рис. 10.22 приведена структурная схема волоконно-оптической системы передачи с ЧРК, которая содержит на передаче канальные передатчики КП, различающиеся длиной волны выходного опти­ ческого излучения, устройство оптического объединения канальных

уменьшить стоимость одного канало-километра и повысить про­ пускную способность.

Экономические показатели волоконно-оптических систем пере­ дачи во многом определяются километрическим затуханием. Мини­ мально достижимый коэффициент затухания сверхчистых кварце­ вых стекловолокон позволяет в перспективе увеличить расстояние

Повышение эффективности современной техники электросвязи может быть реализовано путем внедрения новейших достижений в области электроники. Особенно быстро стала развиваться элект­ роника после 1948 г., когда был изобретен полупроводниковый прибор — транзистор, ознаменовавший начало миниатюризации элементной базы. Успехи полупроводниковой технологии, достигну­ тые в 60—70-е годы, привели к возникновению перспективного и быстро развивающегося класса полупроводниковых приборов — больших интегральных схем БИС. На одной пластинке из полу­ проводникового материала площадью несколько десятков квадрат­ ных миллиметров размещается до миллиона и более компонентов: транзисторов, диодов, резисторов, конденсаторов, соединенных между собой по определенной схеме. Результаты освоения техно­ логии БИС поразительны. Электронная схема, которая какихнибудь 15 лет тому назад была громоздкой, весила десятки или даже сотни килограммов и потребляла сотни ватт электрической энергии, сегодня свободно размещается на ладони и требует для своей работы несравненно меньше энергии. Более того, уже созданы БИС с программно перестраиваемой логикой выполнения опера­ ций — микропроцессорные комплекты, допускающие настройку на весьма широкий круг функций по преобразованию электрических сигналов.

Наибольший интерес представляет использование микропро­ цессора в качестве программно-аппаратного модуля. Изменение программы такого модуля позволит выполнять непосредственно ап­ паратурные функции, например: кодирование и декодирование мно­ гоканальных сигналов, высокоскоростную модуляцию и демодуля­ цию, повышение верности передачи данных и др.

Применение микропроцессоров с их широкими функциональны­ ми возможностями позволяет поставить вопрос о создании унифи­ цированных технических средств. Актуальность этой проблемы объясняется также тем, что при разработке и эксплуатации ап­ паратуры, в которой используются вычислительные средства, кроме традиционных технических задач приходится решать задачи созда­ ния и эксплуатации программного обеспечения систем. В рамках отрасли связи эти задачи решаются эффективно, если микропро­ цессорные средства программно совместимы друг с другом и с более мощными вычислительными средствами и имеют унифици­ рованное математическое обеспечение.

В современных электронных станциях коммутации, цифровых системах передачи и даже оконечных устройствах компоненты вычислительной техники составляют 40 60% всего оборудования.