Многоканальные телекоммуникационные системы

Каналообразующее оборудование позволяет формировать различного рода соединительные линии по физической среде передачи.

Основные виды каналообразующего оборудования:

Мультиплексоры для ВОЛС:

PDH мультиплексоры - предназначены для построения транспортных оптических PDH-сетей пропускной способностью до 34 Мбит/с, с подключением на уровне потоков Е1, Ehernet и V.35 к оборудованию доступа и системам передачи: гибким мультиплексорам, кросс-коннекторам n*64 кбит/с, РРЛ, xDSL -модемам и т.д.

SDH мультиплексоры - оптимальное решение для организации как магистральной сети, так и узлов доступа при построении сети технологической связи, сети передачи данных, трансляции видеоинформации в различных стандартах. Поддержка уровней STM-1, STM-4, STM-16 и STM-64. Поддержка различных протоколов передачи данных (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, RPR (Resilinet Packet Ring).

Каналообразующее оборудование для передачи по медным линиям связи:

Модемы - цифровые системы передачи (ЦСП) предназначены для передачи высокоскоростных цифровых потоков по кабелю с медными жилами. Эти ЦСП поддерживают топологии "точка-точка", "дерево", "цепь" и "звезда", что позволяет решать задачи от комплектования узлов доступа ("последняя миля") до построения протяженных цифровых трактов с выделением/добавлением в узлах и большим количеством регенераторов.

Мультиплексоры - предназначены для создания системы гибкого доступа для обеспечения широкого круга услуг электросвязи. Позволяют гибко перенаправлять различные информационные потоки между интерфейсами с функциями мультиплексирования и демультиплексирования.

Кросс-коммутаторы - с помощью данного каналообразующего оборудования операторы могут решать различные задачи по организации межстанционных соединительных линий, построения территориально-распределенных корпоративных сетей, развертывания узлов, обеспечивающих доступ в магистрали SDH и т.д.

Принцип построения системы передачи с частотным разделением каналов. При многократном использовании линий связи широкое применение получил метод частотного разделения каналов (ЧРК), при котором сигналы различных каналов размещаются в определенной последовательности по шкале частот

Принцип построения систем передачи с частотным разделением каналов основан на том, что каждому каналу отводится своя полоса частот.



Рисунок 28. Принцип построения СП с ЧРК

Для этого исходный сигнал в спектре (0,3-3,4)кГц подается на модулятор М, который с помощью индивидуальной несущей переносит сигнал в высокочастотный спектр.

Полосовые фильтры в тракте передачи выделяют полезную боковую полосу частот. Преобразованные сигналы объединяются и в групповой форме передаются по линии.

На приеме полосовые фильтры разделяют групповой сигнал на индивидуальные полосы частот каждого канала.

Демодуляторы ДМ с помощью соответствующих несущих преобразуют высокочастотный сигнал в полосу частот (0,3-3,4)кГц, которая выделяется или полосовым фильтром ПФ или фильтром нижних частот ФНЧ и передается к абоненту.

На рисунке представлен план частотных преобразований сигналов тональной частоты из спектра (0,3-3,4) кГц в высокочастотный групповой сигнал. Полосовой фильтр выделяет полезную верхнюю боковую полосу частот.

Несущие соседних каналов должны отличаться на 4 кГц.

Из рисунка видно, что исходные сигналы занимают одинаковые полосы частот и их нельзя объединить и вместе передавать по линии, т.к. на приеме их невозможно будет разделить между тремя приемниками сообщений. В групповом высокочастотном сигнале каждый исходный сигнал занимает свою полосу частот. Тогда на приеме с помощью полосовых фильтров можно будет разделить групповой сигнал по каналам.

Рисунок 29. Частотный план формирования группового сигнала

Для правильного восстановления сигналов на приеме несущие частоты, подаваемые на модулятор и демодулятор одноименного канала, должны быть одинаковыми. Несущие, подаваемые на модуляторы соседних каналов должны отличаться на 4 кГц, т.к. каждый канал занимает полосу частот 4 кГц. Полезными составляющими после модуляции являются верхняя и нижняя боковая полоса частот. Передавать по каналу можно две боковые и несущую, одну боковую и несущую, одну боковую без несущей. При передаче обеих боковых полоса частот канала составит 8 кГц, что приведет к уменьшению числа каналов. При передаче несущей по каналу, его динамический диапазон загружается мощностью несущей, не несущей полезно информации, что приводит к уменьшению длины усилительного участка и соответственно к увеличению количества промежуточных пунктов. Поэтому в аппаратуре принято передавать по каналу одну боковую (или верхнюю или нижнюю), а несущую в тракте приема получают от своего генераторного оборудования.

Процесс преобразования исходных сигналов в групповой в тракте передачи и обратного преобразования в тракте приема иллюстрируется рисунком 12.

На первой диаграмме изображены исходные низкочастотные сигналы, поступающие в каждый канал от разных источников сообщений. На второй диаграмме показаны несущие частоты, поступающие на модуляторы разных каналов. Далее - форма сигнала на выходе модуляторов, затем - после полосовых фильтров ПФпер и объединенный групповой сигнал. На второй половине графиков - процесс распределения и преобразования сигнала на приеме.

Рисунок 30. Формирование группового сигнала для схемы с ЧРК

Группообразование в системах передачи с чрк. понятие о первичной вторичной третичной группе

Структура многоканальной системы передачи с ЧРК.

ГРУППОБРАЗОВАНИЕ (уплотнение) каналов в системе с ЧРК носит иерархический характер. На основе каналов ТЧ с рассмотренными выше характеристиками строятся следующие групповые каналы (тракты):

Наименование группы каналов	Диапазон занимаемых частот, кГц	Число каналов ТЧ	Число объединяемых групп
Предварительная группа (ПрГ) Первичная группа (ПГ) Вторичная группа (ВГ) Третичная группа (ТГ) Четверичная группа (ЧГ)	1224 60108 312552 8122044 851612388	3 12 60 300 900	- (используется редко) 4 ПрГ 5 ПГ 5 ВТ 3 ТГ

Совокупность устройств, обеспечивающих образование групп каналов ТЧ и широкополосных каналов, называется каналообразующим оборудованием.

При необходимости передавать широкополосные сигналы (передача газет, TV сигналы, передача данных) каналообразующая аппаратура позволяет объединять несколько каналов ТЧ, или групп каналов для обеспечения требуемой ширины частот - широкополосный канал.

Структурная схема группообразования в СП с ЧРК.

более обзорно передачу и приём в системах передачи с ЧРК можно представить следующим образом:

АКП - аппаратура канального преобразования. Преобразует полосы 0.3- 3.4 кГц групп по 12 каналов ТЧ в основную первичную группу с полосой частот 60 - 108 кГц.

АПГК - аппаратура образования групп каналов. Здесь 5 ПТ преобразуется в полосу 312-552 кГц вторичной группы (ВТ), далее 5 ВТ в полосу 812-2044 кГц третичной группы, и далее 3 ТГ в полосу 8516-12388 кГц четверичной группы (ЧГ) (и обратно).

АОСТ - аппаратура образования сетевых широкополосных трактов, их коммуникацию при вводе и выводе, взаимную замену тракту (при необходимости), а также ввод контрольных частот на передаче или их подавление на приёме.

АС - аппаратура сопряжения, в которой формируется необходимый спектр линейного сигнала для конкретной линии передачи путём преобразования и объединения стандартных спектров групп каналов или трактов на передаче и обратные действия на приёме.

ОАЛТ - оконченная аппаратура оконченного тракта, обеспечивающая в полосе передачи, и устанавливающая необходимые уровни многоканального широкополосного сигнала. Здесь же обеспечивается ввод и подавление контрольных сигналов.

ГО - генераторное оборудование - высокостабильные генераторы, стабилизированные от кварцевого генератора, необходимые для гетеродинов модуляторов и демодуляторов ( преобразователей частоты).

АТМ и ТК - аппаратура телемеханики и телеконтроля. Служит для управления несколькими необслуживаемыми усилительными пунктами и контроля их состояния.

АДП - аппаратура дистанционного питания необслуживаемых линейных пунктов.

Основными частями аналоговой системы передачи данных является преобразовательное оборудование оконченных станций и оборудование линейного тракта.

Оконечное оборудование содержит преобразователи частоты, позволяющие переносить спектр сигнала в необходимый частотный диапазон, а также аппаратуру индивидуального преобразования, объединяющую группы по 12 каналов ТЧ, и аппаратуру каналообразования различных ступеней (ПГ; ВГ; ТГ).

Состав и объём преобразовательного оборудования, его разнотипность, надёжность, гибкость использования, совместимость групповых трактов при перемене (ретрансляции), вводе-выводе (т.е. интерфейсы оборудования), зависят как от числа объединяемых каналов (канальность оборудования) так и от числа групп, объединяемых на последующих ступенях данного оборудования.

Есть оптимум зависимости числа преобразовательных устройств от числа объединяемых каналов ТЧ и числа объединяемых групп. Чем меньше количество каналов и групп объединяются на каждой ступени, тем больше потребуется оборудования для формирования линейного сигнала, но чем больше объединяется каналов и групп, тем сложнее становится преобразовательное оборудование (а значит и дороже и менее надёжно). Г. Ф. Майером получено, что оптимальным является число объединяемых каналов и групп - 3. Однако этот оптимум “размытый” и на практике целесообразнее оказалось от 3 до 5.

Оборудование ОАЛТ - формирующее окончательный спектр линейного сигнала зависит от типа используемых линий передачи, поэтому оно индивидуально для конкретных линий передачи.

Для частичного сокращения объёма преобразовательного оборудования часто спектр некоторого количества групп сразу переносится в диапазон передачи линейного тракта (например в К-1920П одна ВТ и одна ТГ - в линейный спектр). В любом оборудовании сигналы должны отвечать стандартным уровням, диапазонам частот.

Конструктивно оконечное оборудование размещается на стойках ( стойка индивидуального преобразования, стойки ПГ; В; Т преобразователей, стойки сопряжения). Кроме этого на оконечных и узловых станциях имеются и другие стойки для обеспечения телеконтроля, служебной связи, ввода кабельного оборудования, обеспечение дистанционного питания и т.п.

Качество линейного тракта определяет основные технико-экономические показатели аналоговой СП. В состав линейного тракта входят сами линии передачи (воздушные, симметричные витые коаксиальные кабели), усилительные станции (обслуживаемые и необслуживаемые, включая узловые), оборудование дистанционного питания, устройства телемеханики и телеконтроля, оборудование магистральной, постанционной и участковой служебной связи.

Линейные усилители как оконечных, так и промежуточных станций имеют устройства для установки на месте или дистанционно величины усиления под длину конкретного усилительного участка и автоматическую регулировку АРУ для компенсации температурных изменений затухания проводников, а так устройства для корректировки АЧ и ФЧ спектра сигналов.

Часть линейного тракта между двумя соседними пунктами называется секцией.

Стандартная каналообразующая аппаратура асп. аппаратура формирования вторичных групп

Каналообразующее оборудование АСП

Для организации по одной линии передачи большого числа каналов используют метод частотного разделения каналов, при котором сигналы от разных источников с помощью сигналов-переносчиков размещаются в непрерывающихся частотных полосах. Для этого используется амплитудная модуляция. Для более эффективного использования линии передачи желательно в ее полосе частот разместить как можно большее число каналов.

В современных системах передачи с ЧРК используют метод передачи одной боковой частот без несущей. Основным способом получения одной боковой полосы является использование фильтров, которые подавляют неиспользуемую боковую и паразитные составляющие продуктов преобразования. Подавление несущей происходит внутри схемы модулятора. Важной технической задачей является необходимость восстановления несущего колебания на приемной станции. Частота восстановленного колебания должна с требуемой точностью совпадать с частотой несущей на передающей станции. Эта задача решается путем соответствующего построения генераторного оборудования оконечных станций систем передачи с ЧРК.

Возможность реализации фильтров, обеспечивающих нужную степень подавления на 65-70 дБ неиспользуемой боковой полосы частот при преобразовании сигнала, определяется относительной шириной полосы расфильтровки. Для речевого сигнала эта величина составляет 0,6 кГц. Для обеспечения этой величины необходимо применять фильтры с высокодобротными элементами, например, магнитострикционные, кварцевые. В случае, когда применение высокодобротных фильтров экономически невыгодно, применяют многократное преобразование частоты.

При многократном преобразовании частоты сигнал проходит последовательно через несколько преобразователей частоты с разными несущими. Число фильтров и их типов можно уменьшить, если дополнить многократное преобразование групповым, при котором преобразованию подвергается групповой сигнал. С этой целью N каналов разбивается на m групп по k каналов. В каждой группе сигнал каждого канала подвергается индивидуальному преобразованию, причем это преобразование во всех системах передачи однотипно, поэтому на выходе каждой группы образуется один и тот же спектр частот первичной группы (60-108) кГц. Групповые спектры подвергаются групповому преобразованию с помощью групповых несущих для получения типовых вторичных и третичных групп каналов в спектре частот (312-552)кГц и (812-2044)кГц соответственно.

Таким образом, применение группового преобразования и стандартизации методов формирования групп каналов позволяет унифицировать каналообразующее оборудование различных систем передачи. Такая унификация повышает технологичность изготовления узлов аппаратуры и в конечном счете удешевляет ее. Для мощных систем передачи, организующих большее число каналов, типовые группы объединяются в линейный спектр с помощью дополнительных ступеней преобразования на оборудовании сопряжения. Частотные полосы и уровни на входах и выходах оборудования унифицированы, что позволяет, применяя специальную аппаратуру выделения и транзита, подключать друг к другу групповые тракты любых многоканальных систем передачи. Таким образом образуется единая первичная сеть, обеспечивающая возможность передачи информации как в пределах территории СНГ, так и включение в международную сеть.

стандартная каналообразущая аппаратура. Аппаратура формирования вторичных и третичных групп

Каналообразующее оборудование. Современные системы пере. дачи с ЧРК разработаны таким образом, что преобразовательное оборудование, с помощью которого формируются стандартные группы каналов, унифицировано и является типовым для всех систем.

Оборудование индивидуального преобразования предназначено для преобразования 12 каналов тональной частоты в спектре 0,3... 3,4 кГц в полосу частот стандартной первичной группы 60... 108 кГц на передаче и обратного преобразования на приеме. Размещается на соответствующих стойках (СИП), которые выпускаются в разных вариантах. Для систем передачи с небольшим числом каналов можно использовать СИП-60, на которой размещается оборудование для формирования пяти ПГ. Для систем с большим числом каналов может применяться СИП-300, которая содержит оборудование для образования 25 ПГ. Для достижения полной унификации независимо от типа СИП на входе и выходе трактов передачи и приема устанавливаются определенные измерительные уровни.

Оборудование группового преобразования предназначено для преобразования стандартных групп с меньшим числом каналов в стандартные группы с большим числом каналов. В частности, был разработан оконечный комплекс типового оборудования преобразования (ОКОП) систем передачи с ЧРК, предназначенный для дальнейшей унификации преобразовательного и генераторного оборудования. В состав комплекса входит оборудование первичного преобразования, предназначенное для преобразования пяти первичных групп в спектре 60... 108 кГц в полосу частот вторичной группы 312... 552 кГц на передаче и обратного преобразования на приеме. Оборудование размещается на соответствующих стойках (СПП), рассчитанных на формирование 15 вторичных групп. Измерительные уровни на входе и выходе СПП также стандартизированы. Оборудование вторичного преобразования размещается на стойке вторичного преобразования (СВП) и предназначено для преобразования пяти вторичных групп (312... 552 кГц) в спектр стандартной третичной группы (812 ...2044 кГц) на передаче и обратного преобразования на приеме.. При помощи СВП можно получить восемь третичных групп.

Применение унифицированного оборудования СИП, СПП и СВП позволяет организовывать тракты с любым числом каналов при минимальной разнотипности аппаратуры и, следовательно, максимальной технико-экономической эффективности систем передачи с ЧРК. Кроме того, стандартизация параметров преобразовательного оборудования позволяет легко осуществлять соединено собой одноименных каналов или групповых трактов (транзитные соединения).

оборудование индивидуального преобразования СИП. Назначение функциональная схема

СИП-60

Аппаратура индивидуального преобразования СИП-60 предназначена для образования основных первичных групп в спектре частот 60-108 кГц из каждых 12 разговорных спектров 0,3-3,4 кГц в передающем тракте системы и обратного преобразования в приемном тракте. Стойка СИП-60 рассчитана на размещение устройств для 5 основных первичных групп общей емкостью 60 каналов. Низкочастотные окончания каналов на СИП-60 4-проводные. Переход к 2-проводному тракту осуществляется с помощью дифференциальных систем, которые размещаются совместно с устройствами тонального вызова. В аппаратуре СИП-60 применяется одноступенчатое преобразование спектров несущими 64,68…104,108 кГц.

На входе тракта передачи канала установлен ограничитель амплитуд (ОА), выполненный на двух стабилитронах с трансформатором. Модулятор и демодулятор выполнены по балансной поперечной схеме на диодах. Полосовые канальные фильтры на магнитострикционных резонаторах, их характеристики обеспечивают подавление неиспользуемой боковой полосы частот.

Трехкаскадный усилитель низкой частоты рассчитан на максимальное усиление 39 дБ. В цепи эмиттера первого каскада УНЧ включен переменный контур, обеспечивающий коррекцию частотной характеристики канала.

Для подавления помех от преобразованного тока контрольной частоты 84,14 кГц на выходе приемного тракта канала 6 и 7 устанавливаются запирающие фильтры ЗФ-3800 и К-140 соответственно. Фильтр К-140 установлен также на входе тракта передачи канала 7 для защиты тока контрольной частоты 84,14 кГц от влияния составляющей разговорного тока с частотой 140 Гц и от индукторного тока. Параллельное соединение выходов 12 канальных фильтров на передаче и входов на приеме осуществляется через компенсирующий контур (КК). СИП-300

Предназначена для преобразования токов ТЧ диапазона 300-3400 Гц в диапазоне частот стандартных 12-канальных групп 60-108 кГц на передаче и обратного преобразования на приеме.

Преобразование токов ТЧ в спектре основной первичной группы 60-108 кГц осуществляется одноступенным преобразованием с помощью несущих частот 64,68…104,108 кГц .

Аппаратура может использоваться на магистральной и внутризоновой сетях связи с передачей сигналов взаимодействия в полосе частот канала ТЧ.

Предусмотрена возможность организации каналов звукового вещания (по 4-му, 5-му и 6-му или 4-му и 5-му каналам ПГ) в диапазоне частот 89-96 кГц, по одному каналу в каждой 60-канальной группе каналы звукового вещания могут быть организованы в 3, 8, 13, 18, 23-й первичных группах (3-я ПГ каждой ВГ). Предусмотрена возможность ввода групповой контрольной частоты 84,14 кГц.

Многократное преобразование частоты. назначение аппаратуры сопряжения

Для организации по одной линии передачи большого числа каналов в аналоговых системах передачи используют метод ЧРК и АМ для формирования отдельных канальных сигналов. наиболее сложным блоком амплитудных модуляторов и демодуляторов является полосовой фильтр. В ряде случаев (при высоких значениях несущей частоты) ширина полосы расфильтровки оказывается настолько малой, что выполнение высокодобротных фильтров оказывается затруднено, а иногда невозможно. В этих случаях по экономическим соображениям, в том числе с целью уменьшения количества типов используемых фильтров, объединение канальных сигналов в групповой осуществляется методом многократного преобразования частоты.

При многократном преобразовании (Рис. 6.27) сигнал проходит последовательно через несколько преобразователей частоты (ПЧ) с различными несущими частотами. Абсолютная ширина полосы расфильтровки на выходе каждого последующего ПЧ больше, чем на выходе предыдущего, что позволяет увеличивать значение несущих частот без уменьшения относительной ширины полосы расфильтровки.

Рис. 31. Многократное преобразование частоты

Однако, общее число преобразователей и, следовательно, общее число разнотипных фильтров оказывается очень большим. В N-канальной системе число фильтров и их типов равно Nn, где n - число ступеней преобразования. Число фильтров и их типов можно уменьшить, если дополнить многократное преобразование групповым, при котором преобразованию подвергается групповой сигнал. С этой целью N каналов разбивается на m групп по K каналов, т.е. Km=N. В каждой группе сигнал каждого канала подвергается индивидуальному преобразованию с помощью несущих частот w Н1, w Н2,..., w НК (Рис. 6.2). Во всех группах преобразование однотипно, поэтому на выходе каждой группы образуется один и тот же спектр частот. Полученные групповые спектры подвергаются затем групповому преобразованию с несущими w ГР1, w ГР2,..., w ГРm, так что после объединения преобразованных групповых сигналов образуется спектр частот N каналов. В рассматриваемом случае общее число фильтров равно N+mnГР, а число типов фильтров сокращается до K+mnГР, где nГР - число групповых ступеней преобразования.

Рис. 32. Групповое преобразование частоты

Таким образом, применение многократного и группового преобразования позволяет унифицировать фильтровое оборудование системы, т.е. уменьшить его разнотипность. Такая унификация повышает технологичность изготовления узлов аппаратуры и, в конечном счете, удешевляет ее.

Кроме того, применение группового преобразования и стандартизации методов формирования групп каналов позволяет унифицировать часть оборудования различных систем. По этой причине МСЭ-Т были стандартизированы следующие основные группы каналов.

Первичная группа (ПГ) - 12 каналов ТЧ, спектр 60...108 кГц. Образуется однократным преобразованием с помощью несущих частот 64, 68, 72, .., 108 кГц или двукратным преобразованием с помощью образования 4 трехканальных групп на несущих 12, 16, 20 кГц и их последующего преобразования на несущих 84, 96, 108, 120 кГц.

Вторичная группа (ВГ) - 60 каналов ТЧ, спектр 312...552 кГц. Образуется из 5 ПГ с помощью несущих 420, 468, 516, 564, 612 кГц. Возможность параллельной работы фильтров обеспечивается их подключением через развязывающий блок параллельной работы первичных групп (ПРПГ).

Третичная группа (ТГ) - 300 каналов ТЧ, спектр 812...2044 кГц. Образуется из 5 ВГ с помощью несущих (1364+(n-1)*248) кГц, где n - номер ВГ в спектре ТГ.

Четверичная группа (ЧГ) - 900 каналов ТЧ, спектр 8516..12388 кГц. Образуется из 3 ТГ. Может также формироваться из 15 ВГ.

Совокупность преобразовательного оборудования всех групп носит название каналообразующей аппаратуры. Ее назначение заключается в преобразовании индивидуальных сигналов в групповой сигнал одной из стандартных групп. Использование каналообразующей аппаратуры позволяет строить оконечную аппаратуру систем передачи различной емкости на основе стандартного преобразовательного оборудования и, следовательно, создавать унифицированное техническое оборудование.

Многократное преобразование частоты. Назначение аппаратуры сопряжения.

Групповой метод построения аппаратуры проще, дешевле и позволяет стандартизировать значительную часть оборудования и улучшить качественные характеристики каналов систем передачи с ЧРК. При построении аппаратуры используется многократное преобразование частоты, которое осуществляется на базе унификации каналообразующей аппаратуры.

Возможность реализации фильтров, обеспечивающих нужную степень подавления на 65-70 дБ неиспользуемой боковой полосы частот при преобразовании сигнала, определяется относительной шириной полосы расфильтровки. Для речевого сигнала эта величина составляет 0,6 кГц. Для обеспечения этой величины необходимо применять фильтры с высокодобротными элементами, например, магнитострикционные, кварцевые. В случае, когда применение высокодобротных фильтров экономически невыгодно, применяют многократное преобразование частоты.

При многократном преобразовании частоты сигнал проходит последовательно через несколько преобразователей частоты с разными несущими. Число фильтров и их типов можно уменьшить, если дополнить многократное преобразование групповым, при котором преобразованию подвергается групповой сигнал. С этой целью N каналов разбивается на m групп по k каналов. В каждой группе сигнал каждого канала подвергается индивидуальному преобразованию, причем это преобразование во всех системах передачи однотипно, поэтому на выходе каждой группы образуется один и тот же спектр частот первичной группы (60-108) кГц. Групповые спектры подвергаются групповому преобразованию с помощью групповых несущих для получения типовых вторичных и третичных групп каналов в спектре частот (312-552)кГц и (812-2044)кГц соответственно.

Назначение аппаратуры сопряжения. В оборудовании сопряжения путем объединения наборов ТГ между собой и с необходимыми ВГ образуются линейные спектры систем передачи. Это оборудование размещается на стойках сопряжения.

На стойке сопряжения СС-3600 12 ТГ объединяются в линейный спектр системы передачи К-3600 (812-17596)кГц.

В тракте передачи образуются две группы по шесть ТГ. Тракт передачи нижней 1800-канальной группы содержит гнезда для подключения каналов ТВ и фильтр Д-8,5, после которого обе 1800-канальные группы объединяются. Нижняя группа ТГ1 - ТГ6 получается путем использования несущих частот, вырабатываемых комплектом КГ1, и выделения нижней боковой полосы частот. Верхняя группа образуется путем использования несущих частот, вырабатываемых комплектом КГ2, и выделения верхней боковой полосы частот.

В тракт передачи подается частота сличения 9000 кГц, по которой может быть выверен задающий генератор второго оконечного пункта.



В тракте приема фильтры ФНЧ-8,5 и ФВЧ-8,5 разделяют две 1800-канальные группы. Нижняя группа может быть заменена каналом ТВ и двумя каналами ЗВ. С помощью фильтров ФПТГ выделяются полосы с ТГ1 по ТГ12. В демодуляторах полосы этих ТГ преобразуются в спектр (812-2044)кГц. После демодуляторов предусмотрены усилители с устройствами АРУ. С помощью фильтра ФП-9000 выделяется частота сличения, по которой сравниваются частоты ЗГ генераторов двух оконечных станций.

К стойке СС подведены выход тракта передачи и вход тракта приема оборудования, позволяющего вместо ТГ1-ТГ6 ввести в линейный спектр программу ТВ. Для этого в тракт передачи вводят оборудование, размещенное на стойках усилителей передачи телевидения СПУТ и усилителей передачи звукового вещания СПУЗВ, а в тракт приема оборудование, размещенное на стойках усилителей приема телевидения СпрУТ, гармонических корректоров телевидения СГКТ и усилителей приема звукового вещания СПрУЗВ.

Линейный тракт АСП. Аппаратура формирования линейных спектров. Схема стойки сопряжения СС-3600.

То же самое что в 27 вопросе: Назначение аппаратуры сопряжения. В дополнение:



Электропитание аппаратуры. Дистанционное питание промежуточных станций.

Электропитание Каналообразующего оборудование АСП оборудования осуществляется дистанционно по тем же кабельным цепям, по которым организуется линейный тракт. Такие УП называют необслуживаемыми НУП.

Дистанционное питание организуется по полусекциям и питает половину общего числа НУП, расположенных по обе стороны от питающего пункта. На последнем НУП полусекции провода цепи ДП замыкаются шлейфом.

Для Аппаратуры ИКМ-480 дистанционное питание НРП осуществляется по центральным жилам коаксиальных пар постоянным током 200 мА. Максимальное напряжение ДП равно 1300 В.

Дистанционное питание НРП осуществляется по внутренним жилам коакс Для Аппаратуры ИКМ-1920 иальных пар постоянным током 400 мА. Максимальное напряжение ДП равно 1700 В. Длина секции ДП составляет примерно 240 км.

Электропитание обслуживания Оп и ОУП осуществляется от ВУК и ВУД через стойку вспомогательную торцевую (СВТ)



На необслуживаемых станциях напряжение питания подается дистанционно по искусственной цепи.

По комбинированным кабелям (КМ8\6, КМ-4) токи дистанции можно передавать по отдельной симметричной паре проводов.

Дистанционное питание линейных регенераторов в основном осуществляется стабилизированным постоянным током по схеме "провод - провод" с использованием фантомных цепей симметричного кабеля или центральных жил коаксиальных пар. При этом НРП включаются в цепь ДП последовательно.

Дистанционное питание подается в линию от блоков ДП, устанавливаемых либо на стойках ДП, либо на стойках оборудования линейного тракта, которые размещаются на оконечных (ОП) и промежуточных обслуживаемых регенерационных (ОРП) пунктах. При этом на секции ОРП-ОРП (или ОП-ОРП), называемой секцией дистанционного питания, организуется два участка дистанционного питания: половина НРП обеспечивается питанием от одного ОРП, а вторая половина - от другого ОРП (с организацией шлейфа по ДП на смежном для двух участков НРП).

При расчете напряжения на выходе блока ДП следует учитывать падение напряжения на участках кабеля и на НРП, т.е.

,(9)

где - ток дистанционного питания, А,

- километрическое сопротивление цепи кабеля, используемой для передачи ДП, постоянному току, ,

- длина участка ДП, км,

п - число НРП, питаемых от одного ОП (или ОРП);,

- падение напряжения на одном НРП, В.

Служебная связь. Назначение, виды и способы организации.

С.С. предназначен для проведения переговоров между станцией и регенерационными пунктами по каналу служебной связи, организованным по рабочим парам двухпарных линейных трактов. Канал служебной связи организован с помощью трансформаторов, включенных в цепь дистанционного питания, и представляет собой эквивалент телефонной пары. Используется для взаимосвязи технического персонала.

Виды:

Магистральная - организуется между ОП по высокочастотному каналу

Постанционная - между обслуживающими станциями (ОП и ОУП) по низкочастотному каналу (по искусственной цепи или отдельной паре проводов).

Участковая - между ОП или ОУП и любым НУП, низкочастотная связь.

Служебная связь СС организуется для проведения проверочно-регулировочных, ремонтных и профилактических работ. На малоканальных воздушных линиях она осуществляется по каналам низкой частоты, которые на время служебных переговоров исключаются из эксплуатации. Для ведения переговоров техники ЛАП оконечных и усилительных пунктов с помощью переговорно-вызывного устройства ПВУ подключаются к усилителям НЧ и посылают для вызова в канал тональную частоту 1900 Гц. Линейные надсмотрщики специальным переносным аппаратом подключаются непосредственно к линейным проводам и вызывают техников.

На воздушных линиях, уплотненных 12-канальной аппаратурой, для служебной связи выделяется четырех проводной канал двух полосной связи. Для передачи в одну сторону используется канал НЧ 300--2400 Гц. На оконечных станциях каналы СС соединяются между собой: через модулятор на станции А и демодулятор на станции Б.

На малоканальных кабельных магистралях, уплотненных аппаратурой К-24-2, служебная связь осуществляется по искусственным (фантомным) цепям через средние точки линейных трансформаторов.

Существует шесть типов стоек служебной связи: CC--для магистралей коаксиального кабеля с комплектами для подключения пультов УКРМ и РКРМ; СС-2 -- то же, но без возможности подключения пультов; СС-3 -- для магистралей симметричных кабелей с комплектами для подключения пультов УКРМ и РКРМ; СС-4 -- то же, но без комплектов для подключения пультов; СС-5 -- для радиорелейных линий; СС-6 -- для одночетверочного кабеля.

Функциональная схема многоканальной системы с ИКМ. Виды импульсной модуляции. Цифровые виды модуляции

Функц. схема многокан. системы связи ИКМ - ВРК

На передающей стороне аналоговые сигналы через фильтры нижних частот (ФНЧ) подаются на канальные дискретизаторы КД, управляемые сигналами распределителя канальных импульсов (РКИ) с частотой дискретизации для каждого сигнала ТД и сдвинутые во времени относительно друг друга на канальный интервал . Все эти сигналы объединяются в групповой АИМ сигнал и поступают на кодирующее устройство - кодер К. Кодер каждому из отсчетов ставит соответствующую кодовую комбинацию, предварительно автоматически проквантовав сигнал по уровню.

Если в качестве переносчика сообщений использовать импульсную последовательность, то модуляция называется АИМ.

Рисунок 33. Процесс амплитудно-импульсной модуляции

Периодическая последовательность импульсов может быть представлена рядом Фурье.

V (t) =

An - амплитуда

q - скважность

=

АИМ сигнал содержит постоянную составляющую, составляющую с частотой исходного сигнала, с частотой дискретизации и ее гармоники с различными коэффициентами (к).

Существуют другие виды импульсной модуляции: ШИМ, ФИМ, дифференциальная ДИКМ, дельта-модуляция, ИКМ



Рисунок 34. ШИМ - широтно-импульсная модуляция

Рисунок 35. ФИМ - фазово-импульсная модуляция

Мгновенные значения дискретных отчетов сигнал в соседних точках дискретизации мало отличаются друг от друга, поэтому передавать можно на сами отчеты, а кодированные значения разности соседних отчетов, амплитуда которых меньше амплитуд самих отчетов. Поэтому разрядность кодовой группы уменьшается и снижается скорость передачи цифрового потока.

Принцип построения систем передачи с ВРК.

Принцип временного разделения каналов ВРК заключается в том, что в каждый момент времени в линейный тракт ЛТ уплотненной цепи передаются поочередно сигналы только одного канала. Для этой цели передающее и приемное устройство содержит специальные переключающие устройства, периодически на короткое время подключающие линию передачи к передающим и приемным аппаратам данного канала. Таким образом в каждый момент времени по линии передается сигнал только одного сообщения.

Рисунок 36. Принцип построения СП с ВРК



ФЦС (фильтр цикловой синхронизации ) - входит у групповой сигнал дополнительный импульс ЦС, который служит для правильного распределения группового сигнала в тракте приема.

В тракте приема (приемник цикловой синхронизации) ПЦС выделяет сигнал ЦС и в соответствии с этим ГО тракта приема поочередно синхронизируется с ключами тракта передачи замыкает ЭК приема.

ЭК приема разделяют групповой сигнал по каналам.

ФНЧ восстанавливает исходный непрерывный сигнал.

Непрерывный по времени (аналоговый) сигнал от источника сообщений поступает на электронный ключ и преобразуется в дискретный. Электронные ключи каналов замыкаются поочередно, поэтому дискретные отсчеты сигналов сдвинуты по времени, могут быть объединены в групповой и переданы по линии передачи.

В групповой сигнал вводится сигнал цикловой синхронизации, который отмечает начало группового сигнала и служит для правильного распределения импульсов на приеме.

В тракте приема сигнал цикловой синхронизации выделяется приемником цикловой синхронизации, подается в генераторное оборудование тракта приема, после чего замывается ключ первого канала, затем второго и т.д. Таким образом групповой сигнал распределяется по каналам и поступает на фильтр низких частот ФНЧ, который восстанавливает исходный непрерывный сигнал из дискретных отсчетов.

На приеме из дискретных отсчетов можно восстановить непрерывный сигнал, если ограничить спектр передаваемого сигнала по верхней частоте спектра. Для этого на передаче устанавливается ФНЧ с граничной частотой 3,4 кГц.



Рисунок 37. Формирование группового сигнала в СП с ВРК

Дискретизация сигналов во времени. Определение частоты дискретизации. Выбор частоты дискретизации.

В процессе формирования АИМ сигнала осуществляется дискретизация непрерывного (аналогового) сигнала во времени в соответствии с известной теоремой дискретизации (теоремой В.А. Котельникова): любой непрерывный сигнал, ограниченный по спектру верхней частотой FВ полностью определяется последовательностью своих дискретных отсчетов, взятых через промежуток времени Tд=1/2 FВ, называемый периодом дискретизации.

В соответствии с им частота дискретизации, т.е. следования дискретных отсчетов, выбирается из условия FДі 2FВ. Поскольку все реально существующие непрерывные сигналы связи представляют собой случайные процессы с бесконечно широким спектром, причем основная энергия сосредоточена в относительно узкой полосе частот, перед дискретизацией необходимо с помощью фильтра нижних частот ограничить спектр сигнала некоторой частотой FВ. Для телефонных сигналов необходимо использовать ФНЧ с частотой среза FВ=3,4 кГц. Частота дискретизации для телефонных сигналов выбрана равной 8 кГц.

Устройство, выполняющие дискретизацию во времени, называют устройством выборки и хранения (УВХ) (Рис. 8.21). УВХ могут выпускаться в интегральном исполнении. Вид сигналов в точках 1, 2 и 3 УВХ показан, соответственно, на Рис. 8.22, Рис. 8.23 и Рис. 8.24.

Рис. 38. Устройство выборки и хранения Рис. 8.22. Аналоговый сигнал

Рис. 39. Сигнал АИМ1 Рис. 8.24. Сигнал АИМ2

Частота дискретизации (или частота семплирования, англ. sample rate) -- частота взятия отсчетов непрерывного во времени сигнала при его дискретизации (в частности, аналого-цифровым преобразователем). Измеряется в герцах. Согласно теореме Котельникова передача непрерывной функции с ограниченным спектром возможна в виде отдельных мгновенных значений, отсчитываемых через определенные интервалы времени.

Тд

Рассмотрим три случая выбора частоты дискретизации, задавшись различными коэффициентами.

Fд 2Fв

Fд = 1,6 Fв = 1,6*3,4 =5,44 кГц

Рисунок 40. Расчет Fд при К2

При таком соотношении невозможно выделить исходный сигнал.



Fд = 2Fв

Fд = 2*3,4 = 6,8 кГц

Рисунок 41. Расчет Fд при К=2

В этом случае нужен фильтр с идеальной характеристикой затухания.

Fд >2Fв

Fд = 2,35*3,5 = 7,99 = 8 кГц

Рисунок 42. Расчет Fд при К›2

При величине Fд = 8 кГц можно достаточно простым ФНЧ выделить исходный сигнал.

Методы и сущность цифровой обработки сигналов. Формирование АИМ сигналов 1 и 2 рода.

Второй вопрос в 33 вопросе АИМ 1 и 2 рода графики. АИМ первого рода представляет собой импульс, амплитуда которого изменяется в течени длительность импульса в соответствии с изменением исходного сигнала. АИМ второго рода это импульс амплитуда которого не изменяется в теч. Длит. Импульса и равна значению импульса в начале отсчета.

АИМ-сигнал по линии не передается, т.к. при наложении на него помех, величина и знак которых носят случайный характер, изменяется амплитуда импульсов линейного сигнала. В этом случае на приеме восстанавливаемый сигнал не будет соответствовать сигналу на передаче.

Сформированный групповой АИМ - сигнал подвергают операции квантования и кодирования.

Амплитудное квантование заключается в том, что множество значений амплитуд отсчетов заменяется ограниченным рядом ближайших к ним нормированных значений. Эти значения называются разрешенными уровнями.

Разность между двумя соседними разрешенными уровнями называется шагом квантования ?.

Разность между значением АИМ-отсчета и уровнем квантования называется ошибкой квантования.

окв=|Uаим|- |Uкв|

Чем больше разрешенных уровней, т.е. чем меньше шаг квантования, тем меньше ошибка квантования. Ошибка, возникшая в процессе квантования, воспринимается в канале как помеха и называется помехой квантования.

Принцип работы АИМ модулятора.

При амплитудно-импульсной модуляции АИМ по закону модулирующего сигнала изменяется амплитуда импульсов, а длительность и частота следования остаются постоянными. Амплитудно-импульсные модуляторы осуществляют дискретизацию аналоговых сигналов в тракте передачи. Для распределения на приеме импульсов группового АИМ-сигнала по входам трактов низкочастотных окончаний в тракте приема устанавливаются временные селекторы ВС. АИМ САЦО. К модуляторам и ВС предъявляются практически одинаковые требован-модуляторы и временные селекторы являются основными узлами блоков приемо-передатчиков аналого-цифрового оборудования и являются индивидуальны оборудованием стойки и по схемной реализации они не отличаются друг от друга. Для выполнения операции квантования и кодирования, которым подвергается АИМ-сигнал, необходимо преобразовать сигнал из АИМ-1 рода в АИМ-2 рода. При этом длительность сигнала АИМ-2 должна быть достаточной для выполнения этих операций. АИМ-1 представляет собой импульс, амплитуда которого изменяется в течение длительности импульса в соответствии с изменением исходного сигнала. АИМ-2 рода - это импульс, амплитуда которого не изменяется в течение длительности импульса и равна значению импульса в начале отсчета.

Ключи 1 на входе являются амплитудно-импульсными модуляторами каналов и замыкаются поочередно, их число равно числу каналов. Полученные сигналы АИМ-1 всех каналов объединяются в групповой сигнал. Ключ 2 замыкается одновременно с ключом 1 каждого канала и подключает на короткое время заряда накопительный конденсатор С, который заряжается до уровня амплитуды сигнала АИМ-1 в начале отсчета. Для уменьшения времени заряда конденсатора усилитель Ус1 имеет малое выходное сопротивление. Затем ключи Кл1 и Кл2 размыкаются. Конденсатор остается заряженным на время длительности ИМ-2 рода. Усилитель Ус2 имеет высокоомное входное сопротивление, что обеспечивает практически постоянное значение напряжения заряда конденсатора на весь период квантования и кодирования. При замыкании ключа 3 конденсатор разряжается и может обрабатывать следующий импульс АИМ-1.

Кодирование сигналов. Неравномерное квантование. Законы компандирования.

Квантование может быть равномерным и неравномерным. Квантование называется равномерным, если шаг квантования остается постоянным. При равномерном квантовании относительное значение ошибки квантования велико для слабых сигналов и уменьшается с увеличением уровня сигнала. Для уменьшения ошибки можно увеличить число уровней квантования, но это приведет к существенному усложнению аппаратуры, необходимости уменьшений длины регенерационного участка. Поэтому для уменьшения шумов квантования применяют неравномерное квантование.

Равномерное квант. Неравномерн. квант.

Групповой многоканальный сигнал, полученный после АИМ - модуляции, подвергается квантованию по уровню. Этот процесс аналогичен процедуре округления чисел. Если амплитуда отсчёта сигнала в пределах двух соседних разрешённых значений превышает половину шага квантования, её значение увеличивается в большую сторону, если меньше половины шага квантования - в меньшую сторону. Произведя «нумерацию» уровней квантования в двоичном коде, можно передавать не сами уровни, а их квантованные значения. Полученная в результате этого преобразования импульсная последовательность является групповым ИКМ сигналом.

Компандерные устройства предназначены для повышения защищенности от помех, возникающих в линейном тракте во время прохождения полезного сигнала, и снижения уровня этих помех в паузах.

Цифровое компандирование: кодирование с большим числом разрядов с последующей нелинейной циф-ой обработкой.

Осуществляется в 3 этапа



1.кодирование полярности отсчета 2.кодирование № сегмента, в пределах которого находится кодируемый отсчет.3.кодирование отсчета

Компандерные устройства состоят из компрессора (сжимателя) и экспандера (расширителя). Компрессор устанавливается в тракте передачи и сжимает динамический диапазон сигнала, а экспандер устанавливается на приеме и восстанавливает исходное соотношение уровней сигнала.

Экспандер, включенный в приемной части канала, восстанавливает динамический диапазон сигнала до исходного значения.

Компандерные устройства пропускают сигналы с определенным уровнем без изменения. Для сигналов с более высоким уровнем компрессор вносит затухание, а для сигналов с более низким уровнем - усиление. Экспандер наоборот, для сигналов с более высоким уровнем вносит усиление, а для сигналов с более низким уровнем - затухание. Поскольку снижение уровня в экспандере тем значительнее, чем ниже уровень, то сильнее всего им снижается уровень помех.

Кодирование линейное и нелинейное. Сравнительная оценка.

Линейное кодирование

При линейном кодировании квантование выполняется по равномерной шкале квантования, когда шаг квантования является постоянным.

Максимальное число уровней квантования при равномерном квантовании:

M= 2m- 1



Нумерация уровней квантования осуществляется преобразованием десятичного числа в двоичное по следующему правилу:

1) десятичное число условных шагов квантования представляется суммой чисел, например: 105 = 64+32+8+1

2) в ряду чисел единицы ставятся там, где есть числа, и нули там, где их нет

64+32+8+1=105

1*26 + 1*25 + 0*24 + 1*23 + 0*22 + 0*21 +1*20

Совокупность коэффициентов, состоящая из нулей и единиц, называется кодовой группой. Числу 105 в десятичной системе исчисления, соответствует кодовая группа 1101001 в двоичной системе исчисления.

Число единиц и нулей в кодовой группе определяет её разрядность.

Если кодовая группа содержит m разрядов, то с помощью такого кода можно закодировать M = 2m уровней. Так при m = 3 M = 8, а при m = 7 M = 128.

Т.к. телефонные сигналы являются двухполярными, при их дискретизации получают последовательность разнополярных импульсов. Для их кодирования используют симметричный двоичный код, в котором для кодирования полярности импульса к ИКМ сигналу (кодовой группе) добавляется ещё один разряд слева. Положительным отсчётам присваивается единица, а отрицательным - 0.

Недостатками линейного кодирования являются:

- зависимость относительной ошибки квантования от величины отсчёта входного сигнала (велико для слабых сигналов и уменьшается с уменьшением уровня сигнала )

- для выполнения принятых норм необходимое число уровней квантования должно быть 512 … 2048, что требует девяти - десяти разрядов кодовой группы, а это в свою очередь приводит к увеличению скорости передачи (и как следствие к усложнению аппаратуры) или к уменьшению числа каналов, организуемых в том же временном интервале.

Нелинейное кодирование

Использование нелинейного кодирования позволяет закодировать число разрешённых уровней М=2048 с помощью семиразрядной кодовой группы. Восьмой разряд как и при линейном кодировании добавляется для кодирования АИМ- сигнала. Использование нелинейного кодирования позволяет так же выровнять относительные ошибки квантования при измерении средней мощности абонентского сигнала в широких пределах.

Необходимое качество передачи сигналов достигается при выполнении квантования с неравномерной шкалой. При неравномерном квантовании шаг квантования изменяется в допустимых пределах амплитудных значений квантуемых сигналов, возрастая с увеличением уровня сигнала.

Абсолютная ошибка квантования возрастает с увеличением уровня сигнала, но её относительное значение, т.е. отношение сигнал - ошибка квантования, не изменяется.

Построение такой квантующей характеристики осуществляется при помощи компандеров, имеющих сегментную характеристику компандирования типа А-87, 6/13.

Каждый сегмент этой характеристики начинается с определённого эталона, называемого основным.

Шаг квантования внутри каждого сегмента равномерный, а при переходе от одного сегмента к другому изменяется в 2 раза.

Кодирование осуществляется за 8 тактов и включает три основных этапа:

I - определение и кодирование полярности входного сигнала;

II - определение и кодирование номера сегмента узла, в котором заключён кодируемый отсчёт;

III - определение и кодирование номера уровня квантования сегмента, в зоне которого заключена амплитуда кодируемого отсчёта (выполняется по правилам линейного кодирования).

Первый этап кодирования осуществляется за 1 - ый такт, второй этап - за 2 - 4 - ый такты, третий этап за 5 - 8 такты кодирования.

I этап: отсчёт положительный - 1

отсчёт отрицательный - 0

II этап: в первом такте кодирования амплитуда отсчёта сравнивается с Iэт = 128. Если IАИМ> Iэт, то формируется 1 и следующим включается Iэт = 512. Если IАИМ< Iэт, то формируется 0 и следующим включается Iэт = 32 и т.д. Результат сравнения в третьем такте кодирования этого этапа позволяет окончательно выбрать основной эталон.

III этап: осуществляется за четыре такта методом линейного кодирования, когда к основному эталону подключаются дополнительные.

При декодировании осуществляется обратное преобразование. Входным сигналом декодера является 8 - разрядная кодовая группа. В соответствии с принятой кодовой комбинацией выбирается основной эталон и соответствующие 4 дополнительные эталоны, суммарный ток которых определяет величину декодируемого АИМ - сигнала. Для уменьшения искажений при декодировании используется ещё один, 12- й эталон. Значение этого эталона равно половине последнего шага квантования в этом сегменте.

Линейное кодирование, понятие о шаге квантования, ошибке квантования

При линейном кодировании квантование выполняется по равномерной шкале квантования, когда шаг квантования является постоянным.

Максимальное число уровней квантования при равномерном квантовании:



M= 2m- 1

Совокупность коэффициентов, состоящая из нулей и единиц, называется кодовой группой. Число единиц и нулей в кодовой группе определяет её разрядность.

Если кодовая группа содержит m разрядов, то с помощью такого кода можно закодировать M = 2m уровней. Так при m = 3 M = 8, а при m = 7 M = 128.

Недостатками линейного кодирования являются:

- зависимость относительной ошибки квантования от величины отсчёта входного сигнала (велико для слабых сигналов и уменьшается с уменьшением уровня сигнала )

- для выполнения принятых норм необходимое число уровней квантования должно быть 512 … 2048, что требует девяти - десяти разрядов кодовой группы, а это в свою очередь приводит к увеличению скорости передачи (и как следствие к усложнению аппаратуры) или к уменьшению числа каналов, организуемых в том же временном интервале.

Разность между двумя соседними разрешенными уровнями называется шагом квантования ?.

Разность между значением АИМ-отсчета и уровнем квантования называется ошибкой квантования.

окв=|Uаим|- |Uкв|

Чем больше разрешенных уровней, т.е. чем меньше шаг квантования, тем меньше ошибка квантования. Ошибка, возникшая в процессе квантования, воспринимается в канале как помеха и называется помехой квантования.