Сайт о телевидении

• на базе среднего (полного) общего образования - 2 года 6 месяцев
• на базе основного общего образования - 3 года 6 месяцев

Квалификация выпускника – техник

Человечество движется по пути создания глобального информационного общества. Его основой становится всемирная информационная инфраструктура, составляющей которой являются мощные транспортные сети связи и распределенные сети доступа, предоставляющие информацию пользователям.

Передача информации на дальние расстояния началась с телеграфной сети. В июне 1866 г. была осуществлена прокладка кабеля через Атлантический океан. Европа и Америка оказались связанными телеграфом. После чего телеграфные линии потянулись во все концы земного шара, связав между собой страны и континенты. Затем появились: телефон, радио, телевидение, компьютер, сотовый телефон и т.д.

Объём информации, передаваемой через информационно-телекоммуникационную инфраструктуру мира, удваивается каждые 2-3 года. Вся информация, которая создаётся в электронном виде, не может «добраться» до пункта назначения и обратно без обеспечения этого процесса специалистами Многоканальных телекоммуникационных систем.

Это требует универсальных средств передачи информации на любые расстояния. Связь регионов нашей страны, международная связь осуществляются с помощью многоканальных телекоммуникационных систем (МТС). Используются аналоговые и цифровые системы передачи, волоконно-оптические линии связи. По ним передаются все виды информации – аудио, видео, мультимедиа (т.е. телефонная связь, передача данных, телевидение, радиовещание, сигналы межсетевого взаимодействия Интернет и т.д.). И когда вы, например, «сидите» в Интернете, вы даже не знаете, где находится тот информационный ресурс, к которому вы обращаетесь – в России, Европе или Америке, поскольку все соединяющие вас каналы являются «прозрачными» для всех видов информации. И когда вы разговариваете по сотовому телефону, то связь вашего телефона с базовой станцией (сотой) осуществляется по радиоканалу, а между собой базовые станции соединяются каналами, создаваемыми средствами МТС. Это и позволяет осуществлять разговоры по сотовому телефону с абонентами, находящимися в других районных города, а с помощью роуминга и в других городах и странах.

Кстати, поскольку методы построения компьютерных сетей и междугородных и международных сетей связи аналогичны, то при изучении таких предметов МТС, как «Волоконно-оптические линии и системы передачи», «Цифровые системы передачи», «Транспортные сети», будущие выпускники нашей специальности на достаточно высоком уровне узнают и принципы работы компьютерных сетей, цифровых коммутационных устройств, маршрутизаторов и другого оборудования сетевых технологий.

Кроме того, студенты будут знать, что представляет собой современный лазер, фотоприёмные устройства и другие оптические узлы аппаратуры. Может заинтересовать и информация о том, как по одной паре супертонкого оптического волокна передаются информационные потоки, эквивалентные нескольким десяткам миллионов одновременных телефонных разговоров, или одновременному доступу в Интернет миллионов пользователей сети. При этом вся эта информация может передаваться на любые расстояния в пределах земного шара.

Выпускники специальности МТС могут выполнять следующую работу:

1. По основной специальности:

• Техническое обслуживание, настроечные и ремонтные работы на аналоговых и цифровых системах передачи;
• Техническое обслуживание, настроечные и ремонтные работы на волоконно-оптических системах передачи;
• Техническое обслуживание и настроечные работы транспортных сетей любого назначения;
• Техническое обслуживание и настроечные работы линейных сооружений связи – как медных, так и оптических;

2. С учётом дополнительно полученных сведений, подкреплённых сертификатами Колледжа:

• Организация и обслуживание местных сетей связи предприятий и фирм любых форм собственности;
• Организация и обслуживание компьютерных сетей предприятий и фирм любых форм собственности;

В соответствии с указанным, выпускники специальности МТС могут работать:

• На любых узлах связи, принадлежащих как государственным структурам (Минсвязи, Минобороны и т.д.), так и коммерческим организациям (Операторам связи, Интернет провайдерам и т.д.);
• На обслуживании транспортных сетей Операторов мобильной связи;
• В центрах спутниковой связи и т.д.

Введение

телекоммуникационный система телефонный сигнал

В настоящее время телекоммуникационные технологии быстро развиваются, это связано с тем, что отношение цена/качество на оборудование и направляющие системы, используемые при построении систем связи, постоянно снижается. Также постоянно растут запросы абонентов на предоставляемые услуги связи, что и определяет стремительное развитие телекоммуникаций. Набранный темп развития телекоммуникационных систем предопределяет и дальнейшее их совершенствование. Конечно, для этого необходимо уделять внимание развитию во всех отраслях промышленности и производства, и, конечно же, нужно улучшать и совершенствовать систему образования, ведь именно люди, их умственный и физический потенциал, определяли и определяют развитие технологий.

Развитие цифровых систем передачи непосредственно связаны с развитием инфокоммуникационного общества. Современное общество уже немыслимо без общения, обмена информацией на том технологическом уровне, которого оно сейчас достигло.

Выбор частоты дискретизации

Минимальное значение частоты дискретизации fд первичных сигналов электросвязи, при котором обеспечивается восстановление неискаженной формы сигнала, определяется на основе теоремы Найквиста-Котельникова: любой непрерывный сигнал, ограниченный по спектру верхней частотой fв полностью определяется последовательностью своих дискретных отсчетов, взятых через промежуток времени, называемый периодом дискретизации:

Так как частота и период связаны соотношением

то частота дискретизации будет равна

С учетом невозможности технической реализации идеальных фильтров, включаемых на входе канального амплитудно-импульсного модулятора (КАИМ) и на выходе канального селектора (КС) частота дискретизации fд равна:

гдеfв - максимальное значение верхней граничной частотынепрерывного во времени первичного сигнала c(t);

∆Fр - ширина полосы расфильтровки.

Представленные по заданию сигналы - телефонные, и т.к. это широкополосные сигналы (fн = 0,3 кГц, fв =3,4 кГц,), расчет частоты дискретизации будем вести по формуле (1.4).

В результате дискретизации получим АИМ сигнал со спектром представленном на спектральной диаграмме (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 - Спектральная диаграмма широкополосного АИМ сигнала.

На диаграмме показаны: полоса частот исходного сигнала, гармоники частоты дискретизации fд, 2fд, 3fд,нижние (НБП-1, 2, 3) и верхние (ВБП-1, 2, 3) боковые полосы около соответствующих гармоник частоты дискретизации. Поскольку все другие спектральные составляющие будут располагаться далеко от основного сигнала, их расчет не имеет смысла, и они на диаграмме не изображены. Указаны полосы эффективного пропускания (ПЭП) и эффективного задерживания (ПЭЗ) фильтра нижних частот (ФНЧ), осуществляющего демодуляцию АИМ сигнала (выделение исходного сигнала из АИМ спектра).

Затухание фильтров в полосе задерживания Aз = 50…60 дБ - это минимально допустимое затухание в ПЭЗ, обеспечивающее достаточное подавление побочных продуктов преобразования. Ширина полосы расфильтровки ∆Fр зависит от крутизны характеристики ослабления фильтров в полосе задерживания ηф, которая зависит от элементной базы, реализующих фильтры и от диапазона частот, в котором они работают. Для экономичных LC-фильтров, работающих в полосе частот 0,1…8 кГц, величина ηф = 0,05 дБ/Гц.

Полоса расфильтровки рассчитывается по формуле:

Рассчитаем полосу расфильтровки заданного сигнала:

Теперь, используя формулу (1.4) найдём частоту дискретизации:

Также проведем расчет боковых полос частот дискретизации. Результаты расчетов нанесем на спектральную диаграмму телефонного АИМ сигнала (рис. 1.2).

Рисунок 1.2. Спектральная диаграмма телефонного АИМ сигнала.

Процесс дискретизации или амплитудно-импульсной модуляции, формирование канального АИМ сигнала c(nTд) осуществляется в индивидуальном АИМ тракте, обобщенная функциональная схема которого приведена на рисунке 1.3. Работа схемы заключается в следующем.

Рисунок 1.3. Функциональная схемаиндивидуального АИМ тракта

Расчет количества разрядов в кодовой комбинации

Определение разрядности кодовой комбинации необходимо для обеспечения защищенности от шумов квантования и выбора равномерного (линейного)или неравномерного (нелинейного) квантования.

Если во всем диапазоне значений входного сигнала от -U0 до +U0 величина шага квантования δi остается величиной постоянной, то такое квантование называется равномерным; если же величина шага квантования изменяется с изменением значения Uвх сигнала, то такое квантование называется неравномерным.

Защищенность сигнала мощностью Рс от шума квантования мощностью Ркв определяется следующими выражением:

Для повышения защищенности от шумов квантования слабых сигналов и уменьшения избыточной защищенности для сильных сигналов, шаг квантования делают переменным, находящимся в зависимости от величины отсчета АИМ-2, т.е. применяют неравномерное (нелинейное) квантование. При этом защищенность для слабых сигналов увеличивается, а для сильных снижается, оставаясь, однако, достаточно высокой.

Первоначально нелинейное квантование было реализовано для отсчетов аналогового сигнала путем сжатия (компрессии) динамического диапазона сигнала перед равномерным квантованием и последующего его расширения (экспандирования) после декодирования. Компрессор и экспандер, вместе взятые, образуют компандер. А процесс компрессии и экспандирования динамического диапазона сигнала называется компандированием.

Компрессор представляет собой устройство с нелинейной амплитудной характеристикой Uвых к = f (Uвх к), называемой характеристикой компрессии. В Европе применяется компандирование по А-закону, его амплитудная характеристика описывается следующей формулой.

ЗдесьА - параметр компрессии (сжатия). Первый участок характеристики А-закона компандирования линеен, а участок характеристики от (1/А£ х £ 1) может быть достаточно точно аппроксимирован линейными сегментами. Параметр сжатияА связан с числом сегментов Nc соотношением. Если Nc = 8, то А = 87,6 (типовое значение). А-закон нелинейного квантования имеетвосемь сегментов для положительного и восемь - для отрицательного отсчетов. Формально общее число сегментов равно 16, но четыре центральных сегмента (два положительных в первом квадранте и два отрицательных в третьем квадранте) фактически образуют один сегмент и потому принято считать, что общее число сегментов равно 13. Сегменты аппроксимации по закону А-87,6/13 для положительных значений отсчетов представлены на рис. 1.3.

Рисунок 2.1. Аппроксимация характеристики компандирования А-закона.

Защищенность от шумов квантования для двухполярного сигнала (а именно такие сигналы представлены по Заданию) при нелинейном квантовании по А-закону рассчитывается по формуле (2.5).

гдеm - число элементов в кодовой комбинации (кодовом слове), или ее разрядность;

sc- среднеквадратическое значение напряжения квантуемого сигнала;

sc макс - среднеквадратическое значение максимального по напряжению квантуемого сигнала;

k - пик-фактор сигнала: для речевого сигнала k = 5, для многоканального группового телефонного сигнала k = 4;

А = 87,6 - параметрА - закона компандирования.

Сравнивая формулы (2.1) и (2.5) видим, что прирост защищенности при использовании нелинейного квантования по А-закону (для типового значения параметраА = 87,6) по сравнению с равномерным квантованием составляет 24 дБ. С учетом n переприемов по тональной частоте защищенность от шумов квантования снижается и становится равной:

Минимально допустимое количество элементов (разрядов) в кодовой комбинации при использовании нелинейного кодирования по А-закону компандирования для телефонного сигнала при заданной величине защищенности Акв и заданном числе п переприемов равно:

здесь символ ent означает округление до большего целого числа.

Определим разрядность кодовой комбинации речевого сигнала, защищенность от шумов квантования которого по заданию равна Акв = 21 дБ, а число переприемов по тональной частоте равно п = 3. Согласно (2.7), разрядность кодовой комбинации равна

Рассчитаем и построим зависимость защищенности от шумов квантования на выходе КТЧ от уровня сигнала. Определим по формуле (2.4) минимальную величину защищенности сигнала от шумов квантования в пункте приема в диапазоне уровней -36 дБ £pс£ 0 дБ (защищенность для динамического диапазона телефонного сигнала Dс = 36 дБ, полагая, что Рmax= 0 дБ и Pmin = -36 дБ)с учетом заданного числа переприемов по тональной частоте и разрядности кодовой комбинации

Максимальная величина защищенности в том же диапазоне будет на 3…4 дБ больше минимальной

Построим график зависимости Акв = j(рс). Для чего нанесем на график горизонтальные прямые, соответствующие найденным значениям Акв maxи Акв min (рисунок 1.4). Защищенность при рс min = -36 дБ примерно на2 дБ выше минимальной, т.е.

Значения защищенности от шумов квантования в диапазоне уровней -36 дБ £ рс £ 0 дБ лежат между этими прямыми. В диапазоне -¥ £ рс £ -36 дБ квантование является равномерным (линейным) и поэтому Акв убывает на 1 дБ при уменьшении уровня сигнала на такую же величину. Диапазон изменения уровня сигнала, в котором защищенность остается не ниже заданной, находят непосредственно из рисунка 1.4. При Акв min = 24 дБ он составляет Dс = 39 дБ (определяется по графику рис. 2.2).

Рисунок 2.2. График зависимости защищенности от уровня входного сигнала

Кодирование отсчетов квантованного АИМ-сигнала осуществляется устройством, которое называется кодером или аналого-цифровым преобразователем (АЦП).

Кодирование двуполярных отсчетов квантованного АИМ-сигнала осуществляется симметричным кодом, в котором для обозначения знака полярности отсчета используется первый разряд («1» используется для обозначения положительного отсчета, а «0» - для обозначения отрицательного отсчета), а остальные разряды используются для обозначения абсолютной величины.

Весьма удобным графическим представлением кодов является таблица - кодовый растр, иллюстрирующий всю кодовую таблицу путем представления ее комбинацией по порядку уровней, рисунке 3.1. На рис. 3.1,а показана кодовая таблица 4-разрядного натурального двоичного кода; единицы (знаки) и нули (пробелы) показаны соответственно черными и белыми квадратами; на рисунке 3.1, б приведена кодовая таблица симметричного двоичного кода, где все разряды, кроме высшего, используются для кодирования абсолютного значения уровня отсчета в виде двоичного кода.

Рисунок 3.1. Таблица двоичных кодов: a - натурального; б - симметричного

Кодирование по А-закону компандирования предусматривает разбиение характеристики компандирования на сегменты, в пределах которых осуществляется линейное квантование с соответствующим этому сегменту шагом квантования. Число разрядов для кодирования номера сегмента рассчитывается по формуле

гдеDc - динамический диапазон сигнала, определенный по методике изложенной выше.

В пределах каждого сегмента число шагов квантования является величиной постоянной. Число разрядов для кодирования уровней в пределах сегмента равно:

Таким образом, кодовая комбинация, необходимая для кодирования АИМ квантованных отсчетов будет иметь вид:

Рассчитаем и по формулам (1.11) и (1.12) соответственно

По итогам расчета получим кодовую группу имеющую вид Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7, где символ Q1 (0 или 1) обозначает полярность кодируемого отсчета; Q2Q3Q4 - символы, обозначающие номер сегмента, в который попадает кодируемый отсчет, и представляющие собой натуральный двоичный код номера сегмента; Q5Q6Q7 - символы обозначающие номер уровня квантования внутри сегмента.

Уровни квантования, соответствующие нижним границам сегментов, образуют ряд 0δ, 16δ, 32δ, … 1024δ (δ - минимальный шаг квантования). В пределах каждого сегмента 16 уровней квантования формируются с помощью четырех эталонных сигналов. Значения этих сигналов для каждого сегмента и алгоритм кодирования номера сегмента показаны в таблице 3.2.

Таблица.3.2

Для формирования всех уровней квантования при кодировании сигнала одной полярности, как следует изрисунке 3.2, достаточно 11 эталонных сигналов; при кодировании одного отсчета одновременно используется не более пяти эталонных сигналов: один для определения границы сегмента и четыре для определения шага квантования в пределах сегмента.

Для уменьшения искажений при декодировании используется 12-й корректирующий эталон, равный половине минимального шага квантования сегмента, в котором находится конкретный отсчет. Согласно проведённому расчёту, число разрядов для кодирования уровней в пределах сегмента равно трём, следовательно, при кодировании будет использоваться только три старших эталонных разряда. Структурная схема нелинейного АЦП приведена на рисунке 3.3, где приняты такие обозначения: К - компаратор; БКЭ - блок выбора и коммутации эталонных сигналов; ГЭТ+ - генератор положительных эталонных сигналов; ГЭТ- - генератор отрицательных эталонных сигналов; КЛ - компрессирующая логика; ЦР - цифровой регистр; ПК - преобразователь кода из параллельного в последовательный; ГО - генератор тактовой частоты.

Рисунок 3.3. Структурная схема нелинейного АЦП

Структурная схема нелинейного декодера - цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) приведена на рисунке 3.4, где, кроме уже приведенных обозначений, используется новое: ЭЛ - экспандирующая логика. Для уменьшения искажений при декодировании используется 12-й корректирующий эталон, равный половине минимального шага квантования сегмента, в котором находится конкретный отсчет.

Рисунок 3.4. Структурная схема нелинейного ЦАП.

Рассмотрим пример определения структуры кодовой комбинации отсчета Uотс = 185d0.

1.Т.к. отсчет положительный, то Q1 = 0.

2.Определение номера сегмента. Из рисунк 3.2 следует, что отсчет с амплитудой 185d0 попадает в пятый сегмент с диапазоном входных амплитуд 128d0…256d0. Следовательно, код этого сегмента имеет вид 100.

.Для определения символа Q5 составляется сумма U1 = Uнг + Uэт3 , где Uнг - нижняя граница сегмента, Uэт3 - высший эталон напряжения сегмента. Амплитуда исходного отсчета сравнивается с полученной суммой. Если отсчет больше суммы - 1, нет - 0. В нашем случае Uнг = 128d и Uэт3 = = 64d, U1 = 192d>Uотс = 185d. Следовательно, Q5 = 0.

.Для определения символа Q6 составляется сумма U2 = Uнг + Q5×Uэт3+ + Uэт2. Для нашего примера имеем: Uэт2 = 32d, U2 = 160d0отс = 185d0. Следовательно, Q6 = 1.

.Для определения символа Q7 составляется сумма U3 = Uнг + Q5×Uэт3+ +Q6×Uэт2 +Uэт1; Uэт1 = 16d, U3 = 176d>Uотс = 185d. Следовательно, Q7 = 1.

Т.о., заданному отсчету соответствует кодовая комбинация 1100011.

Разработка структуры цикла первичного цифрового потока

В настоящее время разработаны и широко применяются три стандарта плезиохронной цифровой иерархии (PDH), где в качестве входного сигнала используется сигнал основного цифрового канала (ОЦК) или DigitalSignaloflevel0 (DS0) со скоростью передачи С0 = 64 кбит/с.

Поскольку требуется организовать 144 канала ТЧ (ОЦК), возьмем в качестве первичного цифрового потока (ПЦП) поток DS1 северо-американского стандарта. Данный стандарт ПЦП на 24 канальных интервала обеспечивает скорость передачи равную СDS1 = 1,544 Мбит/с.

Длительность цикла Тц всегда величина постоянная и обратная частоте дискретизации первичного сигнала, Тц = 1/fд = 1/8000 = 125 мкс.

Длительность канального интервала определяется из соотношения:

гдеТц - длительность цикла ПЦП;

Nки - число канальных интервалов, для потока DS1, равное 24.

Подставив значения в (4.1), получим:

Тки = 5,21 мкс.

Каждый канальный интервал имеет восемь разрядных символов, длительность которых равна:

Половина разрядного интервала может быть занята передачей символа «1» - прямоугольного импульса длительностьюτ = Три = 325 нс, вторая половина представляет собой защитный промежуток. При передаче символа «0» импульс в разрядном интервале отсутствует.

Частота следования циклов равна частоте дискретизации, т.е.fд = fц; частота следования канальных интервалов определяется из соотношения:

и равняется

fки = 192 кГц.

Частота разрядных импульсов-символов в цикле, или тактовая частота первичного цифрового потока равна:

Так как в каждом разряде (разрядном интервале) передается 1 бит информации, то скорость передачи в цифровом потоке равна

Временная структура цикла первичного цифрового потока типа DS1 представлена на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1. Временная структура цикла первичного цифрового потока типа DS1.

Как следует из рисунка 4.1, цикл содержит 24 восьмиразрядных канальных временных интервала (КИ) и один дополнительный символ в конце каждого цикла. Этот символ, принимая поочередно в последовательных циклах значения «1» и «0», образует распределенный цикловой синхросигнал (ЦСС).

Из структуры цикла цифрового потока DS1 следует, что первый разряд (символ) каждого из 24 канальных интервалов используется для образования каналов передачи сигналов управления и вызова (СУВ).

Сверхцикл получается объединением 16-ти циклов, одна часть которых 0-й, 2-й, 4-й, … 14-й являются четными циклами, а другая - 1-й, 3-й, … 15-й являются нечетными.

Для создания двух сигнальных каналов, предназначенных для обслуживания одного телефонного канала, упомянутый выше разряд (символ) переносит информацию первого сигнального канала А в четных циклах, а второго сигнального канала В - в нечетных циклах.

Разработка структурной схемы проектируемой ЦСП ИКМ-ВРК

В соответствии с заданием на проект требуется организовать 144 канала ТЧ. Выберем коэффициенты мультиплексирования соответственно 24 (объединение 24 ОЦК в поток DS1) и 6 (объединение 6 потоков DS1 в поток DS2). Таким образом, для организации потока DS2 необходимо две ступени временного группообразования.

Схема временного группообразования и коэффициенты мультиплексирования приведены на рисунке 5.10.

Рисунок 5.1. Схема временного группообразования.

Поскольку в ПЦИ (PDH) принято посимвольное объединение цифровых потоков, используем его при формировании группового сигнала ЦСП. При этом методе импульсы объединяемых (компонентных) цифровых потоков укорачиваются и распределяются последовательно (первые импульсы компонентных потоков, затем вторые и т.д.) во времени так, чтобы в освободившихся интервалах могли разместиться вводимые импульсы других потоков.

Чертеж обобщенной структурной схемы цифровой системы передачи ИКМ-ВРК приведен на рисунке 5.2.

Рисунок 5.2. Обобщенная структурная схема ЦСП ИКМ-ВРК.

ДС - дифференциальная система, разделяющая тракты передачи и приема;

УНЧпер, УНЧпр - усилители низкой частоты трактов передачи и приема индивидуального оборудования ЦСП;

ФНЧпер, ФНЧпр - фильтры нижних частот (ФНЧ) трактов передачи и приема индивидуального оборудования ЦСП;

КАИМ - канальный амплитудно-импулъсный модулятор;

КС - канальный селектор;

РЛ - линейный регенератор;

УОКС - устройство объединения канальных (индивидуальных) АИМ-1 сигналов в сигналы АИМ - группового тракта передачи;

УРКС - устройство разделения канальных сигналов АИМ - группового тракта приема;

АИМ-1/АИМ-2 - устройство преобразования АИМ-1 индивидуальных сигналов в групповой АИМ-2 сигнал;

АЦП - аналого-цифровой преобразователь, осуществляющий кодирование сигналов АИМ-2 по закону применяемого кода (натуральный, симметричный или код Грея);

ЦАП - цифро-аналоговый преобразователь, осуществляющий декодирование цифровых сигналов;

БФССЦС - блок формирования сигналов различных видов синхронизации;

БФСУВ - блок формирования сигналов управления и вызова и их ввода в первичный цифровой поток;

MUX1 - мультиплексор первичного временного группообразования;

MUX2 - мультиплексор вторичного временного группообразования;

DX1 - демультиплексор первичного временного группообразования;

DX2 - демультиплексор вторичного временного группообразования;

Пр. СЦС - приемник синхросигналов различного назначения;

Пр. СУВ - приемник сигналов управления и вызова;

ЗГ - задающий генератор, предназначенный для формирования периодической последовательности импульсов;

РКИ - распределитель канальных импульсов, предназначенный для распределения тактовых импульсов поступающих с ЗГ на различное оборудование;

ПКпер, ПКпр - преобразователь кода, формирующий линейный цифровой сигнал, соответственно тракта передачи и тракта приема;

УВТЧ - устройство выделения тактовой частоты;

ВКО - вводно-кабельное оборудование, предназначенное для подключения аппаратуры линейного тракта ЦСП к кабельным линиям связи.

Разработка структуры цикла проектируемой ЦСП ИКМ-ВРК

Необходимо сформировать цикл передачи вторичного цифрового потока DS2 с двухсторонним и двухкомандным управлением. Отметим, что скорость передачи агрегатного цифрового потока будет всегда выше суммы скоростей передачи входящих в него компонентных потоков за счет добавления различных служебных символов. Структура цикла передачи агрегатного (объединенного) цифрового потока DS2, получаемого путем асинхронного объединения 6 компонентных (первичных) цифровых потоков DS1, содержит позиции для передачи следующих символов:

-информационных - для передачи каждого из компонентных цифровых потоков;

-команд о наличии согласования скоростей, число символов, обеспечивающих требуемую помехоустойчивость этих команд;

-сигнала цикловой синхронизации, число и длительность которых должны обеспечить требуемое время восстановления синхронизма;

-информационных, формируемых при отрицательном или положительном согласовании скоростей и др.

При построении цикла передачи ЦСП ИКМ-ВРК также необходимо учитывать следующие важные требования к его структуре:

-число следующих подряд служебных символов должно быть по возможности минимальным, что обеспечивает минимизацию объема памяти запоминающих устройства (ЗУ) оборудования временного группообразования (ОВГ);

-распределение символов синхросигнала должно быть таким, чтобы обеспечивалось минимальное время восстановления синхронизма (обычно это достигается формированием сосредоточенного синхросигнала соответствующей длительности);

-распределение команд согласования скоростей должно быть таким, чтобы обеспечивалась их максимальная помехоустойчивость;

-распределение служебных символов в цикле должно быть равномерным, что обеспечивает минимизацию объема памяти ЗУ ОВГ;

-длительность цикла должна быть по возможности минимальной, что позволяет уменьшить время вхождения в синхронизм и временные флуктуации цифрового сигнала за счет ОВГ;

-структура цикла должна обеспечивать возможность работы системы как в асинхронном, так и в синхронном режимах.

Стандарт организации цифрового потока DS2 предусматривает организацию малого количества служебных символов, и как следствие, большую экономичность.

Рисунок 6.1. Структура цикла проектируемой ЦСП ИКМ-ВРК.

Минимизируя число следующих подряд служебных символов, и равно распределяя их по циклу, получаем структуру цикла, изображенную на рисунке 6.1, где СС - символы синхросигнала, ИС- информационные символы компонентных потоков, СКС - символы команд согласования скоростей.

Расчет тактовой частоты проектируемой ЦСП ИКМ-ВРК

Линейный цифровой сигнал цифровой системы передачи строится на основе сверхциклов, циклов, канальных и тактовых интервалов первичных цифровых потоков. Тактовая частота первичного цифрового потока DS1 была рассчитана ранее (по формуле (4.4))

При любом способе объединения цифровых потоков зависимость между тактовой частотой объединяемых или компонентных цифровых потоков fт1 и тактовой частотой объединенного цифрового потока fт имеет вид:

гдеq - отношение числа дополнительных символов в цикле объединенного цифрового потока к числу информационных символов;

М - количество объединяемых цифровых потоков.

Вторичный цифровой поток DS2 объединяет шесть первичных потоков (со скоростью 1544 кбит/с с числом символов 201 в цикле). Компонентные цифровые потоки объединяются по шесть в группе. Все группы содержат 1206 символов (6·(193 + 8) = 1206.

Подставив числовые значения в (7.1) получим тактовую скорость цифрового потока DS2 равную

Расчет параметров цикловой синхронизации первичного цифрового потока

С целью согласования работы передающей и приемной станций ЦСП на основе ИКМ с ВРК предусматривается синхронизация генераторного оборудования приемной и передающей станций по тактовой частоте, циклам и сверхциклам цифровых потоков. Системой цикловой синхронизации называют совокупность устройств, согласующих работу передающей и приемной станций с целью обеспечения правильного декодирования и распределения декодированной информации. Основными параметрами системы цикловой синхронизации являются:

-время вхождения в синхронизм Тв при первоначальном включении аппаратуры в работу и время восстановления состояния циклового синхронизма после перерыва связи или потери синхронизма;

-среднее время между выходами из состояния циклового синхронизма Тсб (время сбоя) при определенном коэффициенте ошибок Kош;

-защитное время Тзащ, представляющее среднее время восстановления синхронизма в системе высшего порядка (цифрового потока DS2 в структуре потока DS1);

Время восстановления синхронизма Тв складывается из составляющих:

-времени поиска синхронизма Тп;

-времени удержания синхронизмаТу.

Таким образом, время восстановления определяется по формуле:

Тв = Тп + Ту.

Среднее время поиска синхронизма определяется из соотношения:

гдеb- число следующих друг за другом правильных цикловых синхросигналов, необходимых для восстановления циклового синхронизма, примем b = 3;

Nц - число символов в цикле цифрового потока (Nц= 512);

Рл - вероятность появления ложного синхросигнала;

Тцс - период повторения циклового синхросигнала, Тцс = 125 мкс.

гдеРош - вероятность совпадения информационного символа с символами синхросигнала, Рош = 0,5;

а - число символов в синхросигнале (а = 7).

Тпmax = Тп + 3

Примерная ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

210700 - «Инфокоммуникационные технологии и системы связи»

по профилю «Многоканальные телекоммуникационные системы»

Квалификация (степень) выпускника

бакалавр

1. Цели и задачи дисциплины

Целью и задачами преподавания дисциплины «Многоканальные телекоммуникационные системы» является изучение общих принципов построения и функционирования аппаратуры многоканальных аналоговых (АНТС) и цифровых (ЦТС) телекоммуникационных систем, ознакомление с основными схемотехническими принципами реализации оборудования, изучение линейных трактов (ЛТ) на проводных и волоконно-оптических линиях связи, освоение методов расчета параметров трактов, организованных посредством оборудования АНТС и ЦТС. Кроме того, целью преподавания дисциплины является ознакомление студентов с российскими национальными и международными стандартами в области телекоммуникаций и перспективами развития многоканальных телекоммуникационных систем.

2. Место дисциплины в структуре ООП

В результате освоения дисциплины студент должен.

знать:

Принципы построения, функционирования и схемотехники основных узлов аппаратуры многоканальных телекоммуникационных систем передачи (МТС) (ПК-13);

Виды специальной измерительной аппаратуры (ПК-4).

уметь:

Выбрать все необходимые исходные данные и квалифицированно провести расчеты наиболее важных параметров аппаратуры и линейных трактов систем передачи (ПК-13, ПК-14, ПК-15).

владеть:

Основными приемами технической эксплуатации и обслуживания аппаратуры МТС (ПК-7, ПК-8, ПК-9, ПК-10);

Теоретическими и экспериментальными методами исследования с целью освоения новых перспективных технологий передачи цифровых сигналов (ОК-9, ПК-17, ПК-18).

4 . Объем дисциплины и виды учебной работы

Вид учебной работы	Всего часов	Семестры
Аудиторные занятия (всего)
В том числе:
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)
Самостоятельная работа (всего)
В том числе:
Курсовая работа
Расчетно-графические работы
И(или) другие виды самостоятельной работы:
Подготовка к практическим занятиям
Подготовка к зачету
Подготовка к экзамену
			экз., защ. КР
Общая трудоемкость дисциплины Час.

№ п/п	Наименование раздела дисциплины
	Основные задачи техники многоканальных телекоммуникационных систем (МТС)	Основные задачи техники МТС: эффективное использование линий связи, создание каналов и трактов передачи, соответствующих современным требованиям. Виды и классификация МТС. Перспективы развития различных направлений техники МТС.
	Структура оконечной станции и основные узлы оборудования аналоговых систем передачи (АНТС)	Типовые группы каналов. Преобразователи спектров различных типов, их параметры. Особенности использования фильтров. Генераторное оборудование: стабильность частоты и уровня задающего генератора, устройства для создания сетки частот несущих и контрольных сигналов. Структура генераторного оборудования.
	Линейные и сетевые тракты АНТС	Структура линейных трактов (ЛТ) различных типов. Помехи в ЛТ, расчет мощности помех в канале ТЧ. Линейные усилители. Корректоры амплитудно-частотных искажений. Автоматическое регулирование уровней (АРУ): системы АРУ, параметры и динамика работы систем АРУ. Типовые сетевые тракты: схемы построения и основные параметры.
	Структура цифровых МТС (ЦТС). Плезиохронные (ПЦИ) и синхронная (СЦИ) цифровые иерархии.	Общая структурная схема ЦТС, функции преобразования сигналов. Иерархический принцип построения ЦТС: плезиохронные (ПЦИ) и синхронная (СЦИ) цифровые иерархии. Принципы развития ЦТС. Технологические ниши.
	Аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразование (АЦП и ЦАП) сигналов. Кодеки.	Дискретизация сигналов, ошибки дискретизации. Квантование сигналов линейное и нелинейное. Помехи квантования. Стандартные амплитудные характеристики квантования. Кодирование и декодирование сигналов, внутриаппаратные коды. Схемы кодеков, алгоритмы их работы, ошибки кодирования.
	Структурная схема оконечной станции и основные узлы оборудования первичной цифровой телекоммуникационной системы (ЦТС)	Структурные схемы оконечных станций первичных ЦТС различных типов. Особенности приемопередатчиков первичных ЦТС различных типов. Генераторное оборудование (ГО), требования к ГО, структура ГО построение задающего генератора (ЗГ) и работа ЗГ в различных режимах, методы формирования требуемых импульсных последовательностей. Формирователи линейных сигналов. Регенераторы, как функциональные узлы. Вспомогательное оборудование.
	Принципы мультиплексирования (временного группообразования ВГ) в ЦТС. Структурная схема оконечной станции высшей ступени ПЦИ.	Способы мультиплексирования цифровых потоков. Синхронное мультиплексирование, понятие о временном сдвиге, структура оборудования синхронного мультиплексирования. Асинхронное мультиплексирование, одно и двустороннее согласование скоростей передачи объединяемых потоков. Структурные схемы блоков асинхронного сопряжения. Структурная схема оконечной станции высшей ступени ПЦИ.
	Цикловая синхронизация. Цикл передачи.	Принципы цикловой синхронизации. Структурная схема приемника циклового синхросигнала. Параметры системы цикловой синхронизации, их определение. Методы улучшения параметров цикловой синхронизации. Построение циклов передачи ЦТС высших ступеней ПЦИ. Параметры циклов передачи.
	Линейные тракты ЦТС ПЦИ.	Структура линейных трактов ЦСП на кабелях с металлическими парами и оптическими волокнами (ОВ). Линейные коды, их классификация, области применения и основные параметры. Помехоустойчивость регенератора и связь помехоустойчивости с коэффициентом ошибок по битам. Принцип расчета регенерационных участков для кабелей с металлическими парами и ОВ.
	Особенности ЦТС СЦИ. Понятие о телекоммуникационных системах нового поколения (NGN).	Особенности СЦИ, тенденции перехода к сетям с волновым уплотнением (WDN), полностью оптическим транспортным сетям (ОТС). Понятие о транспортных сетях нового поколения (NGN). Технологии формирования стандартных пакетов (GFP), виртуальной конкатенации (VCAT) и динамической регулировки пропускной способности тракта (LCAS).
	Структура ЦТС СЦИ	Концепция СЦИ. Синхронный мультиплексор, как универсальный сетевой модуль. Схема мультиплексирования. Операции формирования транспортных структур СЦИ: размещение, выравнивание, мультиплексирование. Транспортные структуры СЦИ различных уровней Система указателей. Структура секционных и трактовых заголовков.
	Линейные тракты ЦТС СЦИ.	Коды применения систем без волнового уплотнения. Особенности организации ЛТ ЦСП с волновым уплотнением. Элементы систем с волновым уплотнением. Коды применения систем с волновым уплотнением. Проверка правильности выбора кода применения.
	Архитектура транспортной сети СЦИ	Транспортная сеть СЦИ – ядро первичной телекоммуникационной сети РФ. Топология транспортной сети СЦИ. Принципы защиты транспортных потоков.
	Система тактовой синхронизации ЦТС.	Система тактовой синхронизации СЦИ: архитектура, требования к генераторам, методы защиты системы синхронизации.
	Система управления ЦТС	Концепция управления сетью СЦИ. Структура системы управления. Функции системы управления. Сигналы технического обслуживания, принципы технического обслуживания
	Интерфейс сетевого узла ЦТС. Параметры сетевых трактов	Структура сетевого узла, состав его интерфейса. Понятие о стыковых кодах. Интерфейс ОЦК и его стыковые коды. Основные параметры сетевых цифровых трактов.
	Нормирование и контроль основных параметров качества передачи по каналам и трактам ЦТС	Комплекс параметров качества передачи. Целевые и эксплуатационные нормы. Параметры ошибок передачи. Параметры фазовых флуктуаций (джиттер и вандер). Параметры проскальзываний. Параметры временных задержек. Комплекс параметров надежности ЦТС. Принципы контроля параметров качества

5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Многоканальные телекоммуникационные системы

Принцип разделения каналов. Цифровые и аналоговые системы передачи.

Использование многоканальных систем передачи позволяет наиболее эффективно использовать дорогостоящие линейные сооружения.

Для успешного развития сетей требуется большое число линий, в том числе соединительных между станциями. Эту задачу можно решить двумя способами:

Проложить многожильные кабели и по каждой паре проводов передавать сигналы одного сообщения

Проложить кабели небольшой емкости и по каждой паре проводов передавать одновременно и независимо друг от друга сигналы нескольких сообщений

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 не перекрывающихся частотных полосах. Для более эффективного использования линии передачи желательно в ее полосе частот разместить как можно большее число каналов. Эта аппаратура получила название аналоговых систем передачи, т.к сигнал по каналу передается в непрерывной (аналоговой форме).

В настоящее время широкое применение получили системы передачи с временным разделением каналов - цифровые системы передачи. Они, в отличие от систем передачи с частотным разделением каналов, не требуют прокладки специального кабеля, а могут работать на обычных кабелях ГТС. В цифровых системах передачи аналоговый сигнал дискретизируется по времени, затем кодируется и в цифровой форме передается по линии.

Структурная схема многоканальной системы передачи. Методы разделения канала.

Для унификации многоканальных систем связи за основной или стандартный канал принимают канал тональной частоты (канал ТЧ), обеспечивающий передачу сообщений с эффективно передаваемой полосой частот 300...3400 Гц, соответствующей основному спектру телефонного сигнала.

Рисунок 1. Схема междугороднего канала ТЧ

Транзитный усилитель (дБ)

РУ - развязывающее устройство

Пер - передатчик, преобразует исходный сигнал в линейный спектр

ЛУС - линейный усилитель, компенсирует затухание

Рисунок 2. Принцип построения СП с ЧРК

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 3. Принцип построения СП с ВРК.

Классификация многоканальных систем передачи по виду модулируемого параметра и способу разделения каналов.

Системой N - канальной связи называется совокупность технических средств и среды распространения, обеспечивающая одновременную и независимую передачу сообщений от N источников к N получателям по одной линии связи.

Функциональная схема многоканальной системы связи представлена на рис. 4

Первичные сигналы преобразуются в формирова-телях каналов в сигналы, которые называются каналь-ными. Групповой сигнал V(t) можно получить суммированием канальных сигналов. В этом случае многоканальные системы называются аддитивными.

Системы, в которых формирование группового сигнала осуществляется иными способами, называются комбинационными

Различают следующие многоканальные системы передачи:

с разделением каналов по частоте (ЧРК);

с разделением каналов по времени (ВРК);

цифровые многоканальные системы передачи (ЦСП);

асинхронные адресные системы передачи (ААСП);

комбинационные системы передачи (КСП);

нелинейные системы передачи (НСП).

Системы передачи с ЧРК и ВРК относятся к аддитивным линейным системам и находят на практике широкое применение как в проводных системах, так и в системах радиосвязи. Эти многоканальные системы используются в радиорелейной и спутниковой связи, поскольку они работают в диапазонах УКВ с большой частотной емкостью. В этих системах используется двойная, а иногда и тройная модуляция. Поэтому при использовании той или иной многоканальной аппаратуры вводятся специальные обозначения применяемых видов модуляции. Например, в системах с ВРК: АИМ - ЧМ; ШИМ - АМ и т.д. Здесь первичная модуляция АИМ или ШИМ, а вторичная (в радиопередатчике) ЧМ или АМ

Структурная схема системы передачи с ЧРК. Модуляция, как метод формирования канальных сигналов.

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 5. 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.

Под преобразованием сигналов в системах с ЧРК понимается процесс воздействия исходного (модулирующего) сигнала на один из параметров некоторого вспомогательного гармонического колебания (несущей), в результате которого образуется качественно новый сигнал. Параметр, изменением которого осуществляется перенос передаваемого сообщения, принято называть информационным. Такое преобразование в технике связи называется модуляцией. В зависимости от того, какой параметр - амплитуда Um , частота или фаза гармонического колебания несущей частоты u = Umcos(t +) - будет принят в качестве информационного, получим модуляцию соответствующего вида - амплитудную АМ, частотную ЧМ, фазовую ФМ (см. рисунок 18).

Рисунок 6. Виды модуляции

Для выполнения процесса модуляции необходимо соблюдать условия:

Vнес > Vисх

Fнес >> Fисх

В системах передачи с ЧРК наибольшее распространение получила амплитудная модуляция, при которой требуется значительно меньшая полоса частот для организации одного канала. Это позволяет получить наибольшее количество каналов в отведенном диапазоне

Первичная и вторичная сети. Магистральная, внутризоновая и местная сети. Требования к системам передачи, применяемым на различных сетях.

Первичные сети состоят только из линий связи, усилительной и каналообразующей аппаратуры на станциях. Вторичные сети содержат, кроме того, узлы коммутации, позволяющие переключать каналы связи на различные направления. А вот уже на основе вторичных сетей создаются многочисленные службы связи, предоставляющие разные услуги. Линии связи, проложенные между городами и в крупных городах, промежуточные усилительные пункты, оконечные пункты - все это первичная сеть, служащая для получения аналоговых и цифровых типовых каналов и трактов.

Первичная сеть делится на магистральную, зоновые и местные сети (см. рис.).

Магистральная, зоновая и местная сети

Типовые каналы электросвязи имеют одни и те же характеристики, вне зависимости от того, на каком участке первичной сети они образованы: эти характеристики строго стандартизованы и четко выполняются. Стандартизованных каналов электросвязи довольно много, но мы имеем в виду только два: аналоговый канал тональной частоты (канал ТЧ) с шириной полосы 0,3-3,4 КГц и основной цифровой канал, пропускная способность которого 64 Кбит/с. По линиям связи первичной сети образуются именно такие каналы. Возможно создание и широкополосных аналоговых каналов, и цифровых каналов с большей пропускной способностью, но подавляющее большинство имеющихся каналов именно таковы.

На базе названных выше элементарных каналов организуют вторичные сети: телефонные, телеграфные, передачи данных, факсимильные. Число служб электросвязи растет прямо на глазах и перевалило за тридцать. Назовем лишь некоторые: городской, междугородный и международный телефон, абонентский телеграф (так называемый "телетайп"), телекс, телетекс, телефакс, бюрофакс, видеотекс и т.д.

Для рационального построения сети необходимо чтобы число каналов ТЧ было кратно минимальному стандартному числу. Это дает возможность использовать стандартное каналообразующее оборудование.

ЦСП строится согласно определенной иерархии:

ОЦК=64 кбит/с

(2048=64*32 (канальных интервала))

(32=30(информационных)+2(служебных)

Первичной сетью называется совокупность типовых физических цепей, типовых каналов передачи и сетевых трактов системы электросвязи, образованная на базе сетевых узлов, сетевых станций, оконечных устройств первичной сети и соединяющих их линий передачи системы электросвязи. В основе современной системы электросвязи лежит использование цифровой первичной сети, основанной на использовании цифровых систем передачи. Как следует из определения, в состав первичной сети входит среда передачи сигналов и аппаратура систем передачи. Современная первичная сеть строится на основе технологии цифровой передачи и использует в качестве сред передачи электрический и оптический кабели и радиоэфир.

Первичные сигналы. Статические параметры сигналов электросвязи.

Основными первичными сигналами электросвязи являются: телефонный, звукового вещания, факсимильный, телевизионный, телеграфный, передачи данных.

энергетический спектр речевого сигнала - область частот, в которой сосредоточена основная энергия сигнала (Рис. 3.4) , где - спектральная плотность среднего квадрата звукового давления; - порог слышимости (минимальное звуковое давление, которое начинает ощущаться человеком с нормальным слухом на частотах 600..800 Гц); Df = 1 Гц. Из Рис.3.4 следует, что речь представляет собой широкополосный процесс, частотный спектр которого простирается от 50..100 Гц до 8000..10000 Гц. Установлено, однако, что качество речи получается вполне удовлетворительным при ограничении спектра частотами 300..3400 Гц. Эти частоты приняты МСЭ-Т в качестве границ эффективного спектра речи. При указанной полосе частот слоговая разборчивость составляет около 90%, разборчивость фраз - более 99% и сохраняется удовлетворительная натуральность звучания.

Основные параметры и характеристики первичных сигналов.

Первичные электрические сигналы (ПЭС) возникают в результате непосредственного преобразования сообщения в электромагнитное колебание, обычно на выходе оконечных устройств. Характерным для первичных сигналов является относительно малая скорость их изменения и, следовательно, возможность передачи по низкочастотным каналам связи, например таким, как проводные. Так для передачи речи достаточен канал, пропускающий колебания от 300 до 3400 Гц. При телеграфной связи требуется полоса пропускания до нескольких сотен герц.

Основными параметрами первичного сигнала являются:

мощность телефонного сигнала PТЛФ. Согласно данным МСЭ-Т средняя мощность телефонного сигнала в точке с нулевым измерительным уровнем на интервале активности составляет 88 мкВт. С учетом коэффициента активности (0,25) средняя мощность телефонного сигнала PСР равна 22 мкВт. Кроме речевых сигналов в канал связи могут поступать сигналы управления, набора номера и пр. С учетом этих сигналов среднюю мощность телефонного сигнала принимают равной 32 мкВт, т.е. средний уровень телефонного сигнала составляет pСР = 10 lg (32 мкВт/1мВт) = - 15 дБм0;

коэффициент активности телефонного сообщения, т.е. отношение времени, в течение которого мощность сигнала на выходе канала превышает заданное пороговое значение, к общему времени занятия канала для разговора. При разговоре каждый из собеседников говорит приблизительно 50% времени. Кроме того, отдельные слова, фразы отделяются паузами. Поэтому коэффициент активности составляет 0,25..0,35.

динамический диапазон определяется выраженным в децибелах отношением максимальной и минимальной мощности сигнала (дБ). Динамический диапазон телефонного сигнала составляет DС=35...40 дБ;

пик-фактор сигнала, который составляет 14 дБ. При этом максимальная мощность, вероятность превышения которой исчезающе мала, равна 2220 мкВт (+3,5 дБм0);

энергетический спектр речевого сигнала - область частот, в которой сосредоточена основная энергия сигнала (Рис. 3.4) , где - спектральная плотность среднего квадрата звукового давления; - порог слышимости (минимальное звуковое давление, которое начинает ощущаться человеком с нормальным слухом на частотах 600..800 Гц); Df = 1 Гц. Из Рис.3.4 следует, что речь представляет собой широкополосный процесс, частотный спектр которого простирается от 50..100 Гц до 8000..10000 Гц. Установлено, однако, что качество речи получается вполне удовлетворительным при ограничении спектра частотами 300..3400 Гц. Эти частоты приняты МСЭ-Т в качестве границ эффективного спектра речи. При указанной полосе частот слоговая разборчивость составляет около 90%, разборчивость фраз - более 99% и сохраняется удовлетворительная натуральность звучания

Основные характеристики

Амплитудно-частотная характеристика АЧХ - это зависимость уровня сигнала на выходе канала от частоты в пределах эффективно передаваемой полосы частот

Рисунок 7. Амплитудно-частотная характеристика

Амплитудная характеристика - это зависимость уровня сигнала на выходе канала или остаточного затухания канала от уровня сигнала, подаваемого на вход канала

Рисунок 8. Амплитудная характеристика

Внутренняя диаграмма уровней показывает как изменяется уровень сигнала при его прохождение через отдельные узлы аппаратуры.

Рисунок 9. Внутренняя диаграмма уровней передачи

Применяется для обнаружения места неисправности.

Внешняя диаграмма уровней передачи - это график изменения уровня передачи сигнала при его прохождении по линии.

Применяется для проверки правильности размещения промежуточной станции (НУП,НРП)

Рисунок 10. Внешняя диаграмма уровней передачи

Фазо-частотная характеристика - это зависимость группового времени распространения сигнала от частоты.

Используется для оценки качества работы канала при передаче дискретной информации.

Принцип образования каналов двустороннего действия. Методы построения линейных трактов: двухпроводные и четырехпроводные.

Для обеспечения диалога при общении двух абонентов (человек-человек, человек-машина, машина- машина) канал передачи должен быть двустороннего действия, или двусторонним каналом. Рассмотренные выше типовые каналы являются односторонними и, следовательно, для организации двусторонней - дуплексной связи необходимо использование двух типовых односторонних - симплексных каналов, объединив их в двустороннюю единую систему и сохранив при этом взаимную независимость односторонних каналов. Поскольку наиболее массовым видом является телефонная связь, то рассмотрим принципы организации двусторонних телефонных каналов. Полученные при этом соотношения и выводы справедливы для организации двусторонних каналов передачи других видов сообщений. Исторически первой двусторонней системой телефонной связи была однополосная четырехпроводная система двусторонней связи (рис. 1), при которой передача от микрофона М одного абонента к телефону Т другого абонента ведется в одной полосе частот fi...f2 по двухпроводной линии. Такая схема организации двусторонней связи экономически и эксплуатационно нецелесообразна, так как к абонентам требуется подведение четырехпроводной линии.

Рис. 11. Однополосная четырехпроводная схема организации двусторонней телефонной связи

Обычные абонентские линии двухпроводные и поэтому для подключения микрофонов и телефонов к таким линиям требуется применение особых развязывающих устройств - РУ (противоместная схема телефонного аппарата). При этом получается однополосная двухпроводная схема двусторонней связи (рис. 2), при которой передача и в одном, и в другом направлениях ведется по двухпроводной линии и в одной и той же полосе частот.

Рис. 12. Однополосная двухпроводная схема организации двусторонней связи

Как следует из рис. 2, передача в одном и другом направлениях ведется в одной полосе частот, а разделение направлений передачи осуществляется с помощью специального РУ, к характеристикам которого предъявляются определенные требования. Двусторонняя связь при использовании двухпроводной линии может быть осуществлена с помощью двух полос частот: одна полоса частот (нижняя) fi...f2 передается от абонента А к абоненту Б, а другая полоса частот (верхняя) D.. .f4 передается от абонента Б к абоненту А. Следовательно, кроме развязывающего устройства, аналогичного РУ, при двухполосной двухпроводной схеме организации связи должны быть устройства, преобразующие исходные сигналы в полосу частот соответствующего

Рис. 13. Обобщенная структурная схема двустороннего канала

Устойчивость одиночной замкнутой системы. Дифференциальная система, анализ ее работы.

Двусторонний канал содержит одну (одиночную) замкнутую систему либо несколько каскадно-включенных одиночных замкнутых систем (ОЗС). Обобщенная схема ОЗС приведена на рис. 1, где приняты следующие обозначения: РУЪ РУ2 - развязывающие устройства, а 1-1, 2-2, 4-4 их полюса; А142 и А242 - переходные затухания соответствующих РУ между направлениями передачи; Ус.1 и Ус.2 -усилители соответствующих направлений передачи (как бы эквиваленты каналов передачи одного и другого направлений); Syl nay2 -усиление усилителей между полюсами 2-2 и 4-4; Si и S2 - рабочее усиление усилителей соответствующего направления передачи между полюсами 1-1 РУ-i и РУ2, подключения двухпроводных линий.

Рис. 14. К определению устойчивости одиночной замкнутой системы

Из-за конечной величины переходного затухания РУ в этой системе возникает петля обратной связи от полюсов 4-4 к полюсам 2-2 РУ, - Ус. 1 - полюсам 4--4 и 2-2 РУ2 - Ус2-полюсам 4-4 РУ, (пунктирная линия).

Вследствие этого будет иметь место влияние одного направления передачи на другое. Это влияние при некоторых условиях может привести к самовозбуждению ОЗС и тогда передача станет невозможной.

Определим условия устойчивости ОЗС, воспользовавшись критерием устойчивости

Найквиста. Согласно этому критерию, система с обратной связью самовозбудится, если одновременно будут выполнены два условия для разомкнутой петли обратной связи в полосе частот от нуля до бесконечности:

т.е. сумма усилений в разомкнутой цепи обратной связи больше или равна сумме затуханий по этой же петле;

2) условие фаз, т.е. сумма фазовых сдвигов, вносимых устройствами образующих петлю обратной связи [РУ1, Ус* РУ2 и Ус2,

ДС - предназначена для перехода от двухпроводной части тракта к четырехпроводной и применяется как развертывающее устройство

А4-2=бесконечности

В дифференциальном трансформаторе сигнал, поступивший в тракт приема делится на 2 равные части. Т.к I1=I2?то магнит. Потоки в сердечнике трансформатора взаимнокомпенсируются и не попажают в тракт передачи.

Балансный контур устанваливается для уравновешивания диф. системы и его сопротивление равно сопротивлению, подключенным к точкам 11.

В реальной диф сист величины затухания отличаются от теоретических, т.к. сопротивление баллнасного контура не равно сопротивлению линии.

Эквивалентная схема

А1-2,4-1=(4-6)дБ

А4-2=(40-60)дБ

Так как диф система не обеспечивает затухания а4-2=бесконечности, то для устойчивой работы канала представляет замкнутую систему.

Применение амплитудной модуляции в аналоговых системах передачи. Способы передачи АМ-сигналов.

Модуляция - это процесс медленного изменения одного из параметров несущего колебания в соответствии с изменением исходного сигнала.

В системах передачи с ЧРК наибольшее распространение получила амплитудная модуляция, при которой требуется значительно меньшая полоса частот для организации одного канала. Это позволяет получить наибольшее количество каналов в отведенном диапазоне.

Для осуществления процесса АМ схема должна содержать нелинейный элемент: диод или транзистор, на который подается два сигнала: исходный и несущая. Исходный сигнал - низкочастотный, несущая - высокочастотный гармонический сигнал. Амплитуда несущей должна быть больше амплитуды исходного сигнала.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Pисунок 19. Схема амплитудного модулятора

На выходе схемы возникает АМ сигнал

где - коэф. модуляции

Это уравнение получило название - формула амплитудно-модулированного тока.

Методы передачи АМ сигнала

1. Передача двух боковых с несущей

Рисунок 23. Способ 1

В этом случае полоса частот, которую займет канал тональной частоты, составит = (f+Fв) - (f - Fв) = 2Fв

2. Передача одной боковой с несущей

Рисунок 24. Способ 2

Полоса частот, которую займет канал тональной частоты, составит = (f+Fв) - f = Fв

В этом случае полоса частот будет в 2 раза меньше, чем при способе 1. Однако передача несущей приводит к неэффективному использованию динамического диапазона канала, т.к. амплитуда несущей в 5 раз больше амплитуды исходного сигнала.

3. Передача боковой без несущей

Рисунок 25. Способ 3

Полоса частот, которую займет канал тональной частоты, составит

= (f+Fв) - (f - Fн) = Fв- Fн

Такой вариант передачи полезной информации применяется в оборудовании АСП.

Амплитудная модуляция в СП с ЧРК

Для процесса АМ схема должна содержать нелинейные элементы.

Сигнал в нагрузке имеет несинусоидальную форму. Его можно разложить в ряд Фурье, т.е.представить в виде суммы sin составляющих с различными частотами и амплитудами.

F,2F,3F,4F - исходный сигнал и его высшие гармоники

f,2f,3f,4f - несущие и ее высшие гармоники

Комбинационные составляющие

Спектральный состав

Преобразователи частоты. Назначение, схема, принцип работы.

Преобразователь частоты является одним из важнейших узлов аппаратуры, так как в системах передачи с ЧРК в основу многократного использования физической цепи положен принцип преобразования частоты.

Преобразователем частоты называют устройство, осуществляющее перенос полосы частот сигнала без ее изменения из исходного диапазона в заданный.

Последовательно балансная схема

Графики, поясняющие работу:

Недостаток: работает полпериода.

В средние точки трансформатора подаётся напряжение несущей, величина которого определяет, будет диод открыт или закрыт. Поэтому амплитуда несущей должна быть намного больше исходного сигнала, который подаётся в первичную обмотку входного трансформатора.

При положительной полуволне несущей диоды открыты и ток протекает в нагрузку. При отрицательной полуволне несущей диоды закрыты. Т.о. ток в нагрузке протекает только при положительной полуволне несущей.

Спектральный состав тока в нагрузке имеет следующий вид.

Отсутствие несущей объясняется тем, что она подается в средние точки обмотки трансформатора, в сердечнике создаются магнитные потоки, равные по величине и направленные в разные стороны, которые взаимно компенсируются и не наводят ЭДС во вторичной обмотке.

Двойная балансная схема.

Ток на выходе протекает в течении обеих полуволн несущей. Ток несущей в нагрузке отсутствует, так как напряжение несущего сигнала подается в средние точки трансформаторов. Не будет на выходе и составляющей полезного сигнала, так как вход и выход схемы подключены к противоположным диагоналям равноплечевого моста, образованного диодами и полуобмотками трансформаторов.

Исходного сигнала нет. Диоды открываются по очереди, 2 открыты, 2 закрыты.

Плюс: раб весь период.

3. Параллельно-балансная схема

Плюс: на выходе нет сигнала

Минус: раб при отрицательной полуволне.

Балансные модуляторы в АСП. Схема, временные диаграммы, спектральный состав тока в нагрузке.

Среди различных методов получения однополосного сигнала наиболее широко применяется фильтровой метод. Принято считать, что однополосный сигнал является разновидностью амплитудно-модулированного сигнала.

Однополосный сигнал имеет ряд преимуществ:

В два раза меньше полоса, занимаемая излучаемым сигналом;

В 4 раза меньше мощность передатчика, чем в амплитудной модуляции (АМ) при том же эффекте.

Таким образом, выигрыш составляет 8 раз.

Рассмотрим фильтровой метод получения однополосного сигнала (ОБП-сигнала).

На рис. 8.1 представлена функциональная схема фильтрового метода получения ОБП. На вход балансного модулятора поступают два сигнала: высокочастотный Uщ и модулирующий низкочастотный. Балансный модулятор это нелинейный элемент. В результате на выходе получается двухполосный сигнал без несущей. Несущая подавляется схемой модулятора. Полосовой фильтр подавляет одну из боковых полос спектра.

Процесс получения однополосного сигнала фильтровым методом поясняет рис. 15.

Рис. 15. Спектральные зависимости, поясняющие получение ОБП-сигнала

Рассмотрим работу балансного модулятора.

Принципиальная схема изображена на рис. 16.

Рис. 16. Электрическая схема балансного модулятора

Рассматривая физику работы балансного модулятора, легко увидеть, что при полной симметрии элементов схемы в выходном сигнале не будет тока несущей частоты.

Действительно при положительной полуволне напряжение Uщ в точке схемы, помеченной знаком, оба диода будут открыты. Поэтому токи в нагрузке (т. е. в первичной обмотке трансформатора Тр3) будет взаимно скомпенсированы.

Затем работает полосовой фильтр, который пропускает только верхнюю боковую полосу (рис. 8.2).

Генераторное оборудование АСП. Назначение, схема, принцип работы.

ГО вырабатывает высокостабильные несущие и контрольные частоты.

ЗГ - задающий генератор, несущая частота 128кГу обеспечивают стабильную работу генератора

ДЧ - делитель частоты. Путем пятикратного деления на 2 позволяет получить частоту 4кГц.

ГГ - генератор гармоник (умножитель частоты) позволяет получить все гармоники кратной частоты: 1*4=4, 2*4=8, …6*4=24

УПФ - узкополосные фильтры. Выделяют те частоты, кот нужны в качестве несущих и подают их на ПЧ (преобразователь частоты).

ГО - должно обеспечивать высокоскоростные колебания, а последовательная нестабильность приводит к нарушению режима ПЧ и ложному срабатыванию устройств АРУ (автоматич регулировка уровня).

Методы стабилизации частоты и мощности ЗГ

1) f>100кГц

2) применение кварцевого резонатора

3)ЗГ помещают в термостат

4) нагрузку подключают через буферный усилитель

Влияние амплитудно- и фазочастотных искажений на форму передаваемого сигнала. Способы борьбы с ними.

Корректоры или выравниватели предназначены для компенсации амплитудно-частотных искажений АЧИ, созданных линией или отдельными узлами аппаратуры.

Причины искажений - непостоянство затухания отдельных звеньев канала (линии, фильтры и т.д.) в пределах рабочего диапазона частот. Качество передачи сигналов зависит от степени устранения АЧИ. Практически такие искажения можно только уменьшить, для чего и устанавливаются корректоры.

Различают корректоры постоянные, переменные, линейные, магистральные и т.д.

Способы включения корректоров.

Последовательное включение корректора

Рисунок 17. Последовательно включение корректора

При последовательном включении корректора его характеристика должна иметь вид, обратный характеристике затухания линии. Тогда при последовательном включении четырехполюсников их характеристики складываются и общая характеристика имеет вид прямой линии, параллельной оси, что соответствует отсутствию АЧИ. Достоинством такого способа включения является работа в широком диапазоне частот, а недостатком - увеличение общего затухания. Для его компенсации в схему включают усилитель.

включение корректора в цепь ОС

Рисунок 18. Включение корректора в цепь ОС

При включении корректора в цепь обратной связи усилителя характеристика усиления усилителя должна иметь такой же вид, как характеристика затухания линии. Т.е. на низких частотах линия вносит малое затухание, и усиление усилителя также невелико. А на высоких частотах затухание линии большое, но на этих частотах и усиления усилителя становится больше. Недостатком этого способа является его работа в малом диапазоне частот.

В схемах аппаратуры АСП корректоры часто устанавливаются последовательно с фильтрами для коррекции искажений, вносимых ЗФ, ПФ.

Коррекция амплитудно-частотных искажений. Виды и способы включения корректоров.

тракт передачи

Рисунок 19. Диаграмма уровней

Ограничители амплитуд

Рисунок 20. Зависимость сопротивления диодов от приложенного напряжения

Предискажение уровней

Рисунок 21. Графики, поясняющие работу КПН

Необходимость автоматической регулировки уровней на оконечных и промежуточных станциях. Работа устройств АРУ.

Устройства автоматической регулировки уровня АРУ предназначены для поддержания постоянства остаточного затухания каналов и диаграммы уровней линейного тракта во времени и заданных пределах.

Основная задача устройства АРУ - компенсация временных изменений остаточного затухания канала.

Исходя из наиболее характерных признаков устройства АРУ можно классифицировать следующим образом:

по принципу организации контроля: прямого и косвенного действия;

по способу управления регуляторами: электромеханическая, электротермомеханическая, электрохимическая, электронная;

по числу токов контрольных частот: одночастотная, двухчастотная, трехчастотная;

по способу автоматического регулирования (по виду регуляторов): плоская, наклонная, криволинейная;

по способу включения регулирующих устройств: на входе ЛУС, между каскадами ЛУС, в цепь отрицательной обратной связи ООС.

АРУ прямого действия

Принцип работы устройств АРУ прямого действия заключается в том, что в линию вместе с полезным сигналом подается ток контрольной частоты Iкч с постоянным уровнем и определенной частоты, выбираемой в полосе частот регулируемого спектра сигнала.

Рисунок 22. АРУ прямого действия

На промежуточной станции НУП или в тракте приема противоположной оконечной станции Iкч выделяется приемником контрольного канала, сравнивается с эталонным Iэт, и, если Iкч Iэт, усиление усилителя уменьшается. АРУ прямого действия имеет высокую точность регулировку, но очень сложную схему, поэтому применяется в качестве групповых устройств АРУ в тракте приема оконечной станции и в качестве линейных на определенных НУП, получивших название регулируемых НУП-Р. На основной части НУП устанавливаются АРУ косвенного действия, как более простые.

Для работы устройств АРУ прямого действия в линейный спектр полезного сигнала вводятся контрольные частоты, расположенные обычно по краям рабочего диапазона частот. Однако работа линейных устройств АРУ является недостаточной для полноценного контроля и регулировки условий передачи сигналов. И в оборудование добавляются устройства АРУ по группам. Для работы устройств групповых АРУ в каждую типовую группу вводится своя контрольная частота: ПГ - 84,14 кГц, ВГ - 411,86 кГц, ТГ - 1552 кГц.

АРУ косвенного действия

Принцип работы устройств АРУ косвенного действия основан на определении колебаний температуры грунта, что является причиной изменения параметров кабеля в течение времени, а следовательно изменений уровня полезного сигнала. Для этого рядом с НУП на глубине прокладки кабеля закапывается термодатчик, содержащий терморезистор. Сопротивление терморезистора изменяется при изменении температуры грунта и соответственно меняет ток подогрева регулятора устройств АРУ. Соответственно изменяется глубина ОС усилителя и величина усиления линейного усилителя НУП.

Рисунок 23. АРУ косвенного действия

Применяется три вида регуляторов устройств АРУ: плоский, наклонный и криволинейный, для работы каждого из которых вводится своя контрольная частота. Например, в аппаратуре К-60П для работы плоского регулятора вводится контрольная частота 248 кГц, наклонного - 16 кГц, криволинейного - 112 кГц.

Свое название регуляторы получили в зависимости от вида той части неравномерности характеристики затухания, которую они позволяют регулировать. Плоский регулятор компенсирует постоянную составляющую, наклонный - наклонную, криволинейный - степень выпуклости характеристики затухания.

18. Устройства АРУ. Назначение, виды, принцип работы

АРУ - автоматическая регулировка уровня.

Служит для поддержания постоянного уровня сигнала передаваемого по линии

АРУ: прямого и косвенного действия

АРУ прямого действия

Ток контрольной частоты сравнивается с током текущей частоты

Если Iкч не равен Iэталон., то на выходе СС появляется управляющее напряжение соответствующей величины и знака.

Это напряжение управляет регулятором, кот. Включен в цепь ОС и так меняет глубину ОС, чтобы усиление усилителя обеспечивало номинал. Уровень сигнала.

Недостаток:- сложность схемы

Достоинство: высокая точность регулировки

АРУ косвенного действия

Оптоволну на глубине прокладки кабеля закладывают в термодатчик. При колебаниях температуры грунта изменяется сопротивление терморезисторов, а его величина влияет на состояние регулятора, кот. изменяя глубину ОС меняет коэф. усиления усилителя.

Достоинство: простота конструкции

недостаток: низкая точность регулировки

Обычно в лаб. установках нес-ко регуляторов, для работы каждого из кот. Вводится своя КЧ.

Помехи и способы борьбы в ними в линейных трактах

Методы борьбы с помехами в каналах и линейных трактах АСП

Величина отношения C/N определяется суммарной мощностью шума и помех, аддитивных по природе.

Источник помехи

Электрическое поле

Магнитное поле

Электромагнитное поле

Пульсации источника питания

Конечное внутреннее сопротивление источника питания

Конечное волновое сопротивление проводов питания

Самовозбуждение (затухающее)

Собственные шумы элементов

Различают помехи:

1. внутренние или собственные (шумы) В оборудовании преобразования и линейных трактах за счет нелинейности в p-n переходах, влияния нелинейных усилителей.

2. внешние. Возникают за счет переходных влияний между соседними цепями, а также 1 пара кабеля влияет на другую, влияние электрических кабелей, линий электропередачи ЛЭП, Эл-е железная дорога.

Меры борьбы с помехами. Действие помех на каналы оценивается величиной помехозащищенности.

В линейных трактах

1. включение контура предварительного наклона (КПН). КПН применяется для увеличения помехозащищенности, он вносит предискажение уровней.

2 Инверсия частотных помех

А)основной вид линейного спектра

Б) инвертный вид лин спектра

В каналах

1. ставится ограничитель амплитуд (ОА). Он предохраняет устройство группового таркта от перегрузок.

Диоды шунтируют цепочку, уменьшают нагрузку устройств группового тракта

2. ставятся компандерные уст-ва.(уст-ва в оборудовании каждого канала). - для увеличения помехозащищенности.

Компрессор сжимает динамический диапазон, экспандер расширяет его.

3. в ЛТ ставят контур предварительного наклона КПН. За счет него повышается помехозащищенность.

Важнейшим показателем качественного состояния канала передачи является степень воздействия различных мешающих факторов на передаваемый электрический сигнал. Такие факторы получили название шумов и помех. Для уменьшения их влияния на полезный сигнал применяются следующие методы: компандерные устройства, ограничители амплитуд, предискажение уровней и инверсия частотных полос.

Компандерные устройства

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

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.

Ограничители амплитуд

Ограничители амплитуд ОА предназначены для того, чтобы предотвратить перегрузку устройств группового тракта (усилителей, преобразователей частоты) при поступлении на вход каждого из них группового сигнала с повышенным уровнем. Групповые устройства рассчитываются на определенную максимально допустимую величину группового сигнала, превышение которой вызывает появление нелинейных искажений. Ограничитель амплитуд представляет собой параллельное соединение диодов, сопротивление которых зависит от величины приложенного напряжения.

При увеличении входного напряжения выше допустимого уровня, сопротивление диодов уменьшается и за счет этого увеличивается шунтирующее действие параллельного плеча. Для изменения режима ограничения ОА на него подают напряжение смещения.

Предискажение уровней

Для увеличения помехозащищенности сигнала в области высоких частот на длинных магистралях устанавливают контур предварительного наклона КПН, который увеличивает уровень высокочастотного сигнала и уменьшает уровень низкочастотного сигнала. При этом мощность группового сигнала должна оставаться постоянной.

Инверсия частотных полос

Для систем передачи, работающим по соседним парам одной четверки симметричного кабеля, предусмотрены 2 варианта линейного спектра: основной и инверсный. За счет инверсии внятные переходные разговоры превращаются в невнятные (шумы), а мешающее действие шума проявляется слабее, чем внятного переходного разговора.

Помехи в каналах ТЧ. Борьба с перегрузками группового тракта с помощью ограничителя амплитуд.

На выходе канала ТЧ кроме информационного сигнала присутствуют помехи, которые определяются на приемном конце в точке с относительным уровнем минус 7 дБ. Средняя величина псофометрического (взвешенного) напряжения помех в канале в течение любого часа на одном переприемном участке длиной 2500 км не должна превышать 1,1 мВ псоф (10000 пВт псоф в точке относительного нулевого уровня).

Стандартные каналы ТЧ, организованные с помощью цифровых и оптических систем передачи, являются более высококачественными. Поэтому ряд характеристик цифровых каналов ТЧ имеют следующие отличия.

Нормы на амплитудно-частотные искажения заданы МСЭ-Т в виде шаблона (Рис. 6.24). Если сравнить допустимые отклонения остаточных затуханий цифровых и аналоговых каналов ТЧ (см. Рис. 6.22), можно отметить, что нормы для цифровых каналов более жесткие. То же можно сказать и о фазочастотных искажениях (Рис. 6.25).

Рис. 24. Шаблон отклонений остаточного затухания цифрового канала ТЧ

Рис. 25. Шаблон на допустимую неравномерность ГВП цифрового канала ТЧ

Для цифровых каналов ТЧ вводится дополнительная характеристика, которая оценивает шумы квантования. Эта характеристика задается в виде зависимости отношения сигнал-шум (ОСШ) от уровня сигнала (Рис. 6.26).

Рис. 26. Зависимость отношения сигнал/шум квантования от уровня сигнала

Ограничителями амплитуд называют устройства, которые обеспечивают на выходе практически неизменное напряжение, не зависящее от напряжения на входе, если последнее превышает некоторую предельную величину, называемую порогом ограничения. Для небольших напряжений, не превосходящих порога ограничения, ограничитель должен обладать достаточно линейной амплитудной характеристикой, т. е. коэффициент нелинейных искажений для этих напряжений не должен превосходить допустимой величины. Другим существенным требованием, предъявляемым к ограничителю, является постоянство входного сопротивления при различных режимах работы.

В системах многоканальной связи, использующих частотное уплотнение и AM, использование ограничителей позволяет ограничить амплитуду электрических колебаний, поступающих от абонента в общий групповой тракт передачи, что бывает необходимо в целях предупреждения перегрузки групповых устройств (преобразователей, усилителей и т. п.).

Уровни разговорных токов, поступающих со стороны входа канала коммутатора, могут изменяться в широких пределах. В некоторые моменты времени они могут достигать -8,69 дб и даже превышать эту величину. Столь большие уровни, проникая в канал и поступая на групповые элементы тракта передачи (групповые усилители, модуляторы и т. д.), могут повлечь за собой перегрузку их и как следствие этого возникновение переходных влияний между каналами системы.

Ограничитель, включенный в передающую ветвь индивидуальной части канала, срезает недопустимо большие пики напряжений разговорного тока. При этом в канале, естественно, появляются некоторые нелинейные искажения. Однако поскольку они возникают только в моменты существования больших уровней самого сигнала и почти отсутствуют, когда сигнал имеет нормальный уровень -- их мешающее действие невелико.

Ограничители амплитуд ОА предназначены для того, чтобы предотвратить перегрузку устройств группового тракта (усилителей, преобразователей частоты) при поступлении на вход каждого из них группового сигнала с повышенным уровнем. Групповые устройства рассчитываются на определенную максимально допустимую величину группового сигнала, превышение которой вызывает появление нелинейных искажений. Ограничитель амплитуд представляет собой параллельное соединение диодов, сопротивление которых зависит от величины приложенного напряжения.

Рисунок 27. Зависимость сопротивления диодов от приложенного напряжения цифровой электросвязь напряжение спектральный

При увеличении входного напряжения выше допустимого уровня, сопротивление диодов уменьшается и за счет этого увеличивается шунтирующее действие параллельного плеча. Для изменения режима ограничения ОА на него подают напряжение смещения.

Группообразование в системах передачи с ЧРК. Понятие о первичной, вторичной, третичной группе

При построении аппаратуры с ЧРК применяется групповой способ построения, при котором первая ступень преобразования является индивидуальной, а все следующие ступени - групповыми. Для обеспечения возможности совместной работы систем передачи любых стран производителей Международным Союзом Электросвязи (МСЭ) приняты следующие типовые группы каналов:

В аппаратуре приняты следующие способы формирования типовых групп каналов: для ПГ основной (с одной ступенью преобразования) и с предгрупповой ступенью преобразования; для ВГ основной и инверсный; для ТГ основной. Основной способ формирования ПГ: исходный сигнал в спектре (0,3-3,4)кГц подается на индивидуальный модулятор и с помощью соответствующей несущей, рассчитываемой по формуле fнес = 108 - 4(к - 1), и выделения нижней боковой преобразуется в спектр ПГ. Способ формирования ПГ с предгруппой: каждые 3 канала ТЧ с помощью несущих 12, 16 и 20 кГц и выделения ПФ верхней боковой преобразуются в спектр предгруппы (12 - 24) кГц. Затем 4 таких предгруппы преобразуются в спектр ПГ с помощью несущих fнес = 120 - 12 (Пр - 1) и выделения ПФ нижней боковой в спектр ПГ. Основной способ формирования ВГ: 5 ПГ подаются на групповые модуляторы и с помощью несущих fнес = 420 + 48 (П - 1) и выделения ПФ нижней боковой преобразуются в спектр ВГ. Инверсный способ формирования ВГ: 5 ПГ подаются на групповые модуляторы и с помощью несущих fнес = 252 + 48 (П - 1) и выделения ПФ верхней боковой преобразуются в спектр ВГ. Инверсный способ формирования предусмотрен для уменьшения влияния друг на друга систем передачи, работающим по парам одной четверки симметричного кабеля. Основной способ формирования ТГ: 5 ВГ подаются на групповые модуляторы и с помощью несущих fнес = 1364 + 248 (В - 4) и выделения ПФ нижней боковой преобразуются в спектр ТГ. Станционное оборудование содержит аппаратуру для преобразования и формирования типовых групп каналов, аппаратуру для формирования сигналов в линейном спектре системы передачи и аппаратуру для разделения, обратного преобразования и восстановления сигналов в тракте приема.

Каналообразующая аппаратура. иерархия систем передачи с частотным разделением

Каналообразующая аппаратура (КА) является стандартной для различных систем. Она предназначена для создания каналов с характеристиками, соответствующими определенным нормам. В ней исходные сигналы, занимающие полосу частот 0,3…3,4 кГц преобразуются в групповой сигнал одной из разновидностей стандартных групп. Эта аппаратура устанавливается на оконечных и переприемных станциях. Использование каналообразующей аппаратуры позволяет строить оконечную аппаратуру систем передачи различной емкости на основе стандартного преобразовательного оборудования.

Подобные документы

Понятие системы передачи Е1, анализ ее структурной схемы и распространение. Общая концепция измерений цифровых систем передачи Е1. Типовые схемы подключения анализаторов к цифровому потоку. Эксплуатационные измерения параметров физического уровня Е1.

реферат , добавлен 17.11.2010


Спектр передаваемых сигналов. Дискретизация сообщений по времени. Квантование отсчётов по уровню и их кодирование, расчет его погрешностей. Формирование линейного сигнала, расчет его спектра. Разработка структурной схемы многоканальной системы передачи.

курсовая работа , добавлен 06.07.2014


Разработка структурной схемы трехканальной аналоговой системы передачи с ЧРК и AM ОБЛ. Назначение каждого из элементов схемы. Достоинства и недостатки использования однополосной амплитудной модуляции. Построение диаграммы уровней телефонного канала.

контрольная работа , добавлен 04.01.2012


Выбор типов цифровых систем передачи для реконструируемых участков сети. Размещение регенерационных участков. Определение допустимых и ожидаемых значений защищенности от помех от линейных переходов для регенераторов. Разработка схемы организации связи.

курсовая работа , добавлен 13.04.2014


Структурная схема системы связи и приемника. Выигрыш в отношении сигнал/шум при применении оптимального приемника. Применение импульсно-кодовой модуляции для передачи аналоговых сигналов. Расчет пропускной способности разработанной системы связи.

курсовая работа , добавлен 09.12.2014


Обзор методов кодирования информации и построения системы ее передачи. Основные принципы кодово-импульсной модуляции. Временная дискретизация сигналов, амплитудное квантование. Возможные методы построения приемного устройства. Расчет структурной схемы.

дипломная работа , добавлен 22.09.2011


Разработка структурной схемы системы связи, предназначенной для передачи данных и аналоговых сигналов методом импульсно-кодовой модуляции для заданного диапазона частот и некогерентного способа приема сигналов. Рассмотрение вопросов помехоустойчивости.

курсовая работа , добавлен 13.08.2010


Анализ структурной схемы системы передачи информации. Помехоустойчивое кодирование сигнала импульсно-кодовой модуляции. Характеристики сигнала цифровой модуляции. Восстановление формы непрерывного сигнала посредством цифро-аналогового преобразования.

курсовая работа , добавлен 14.11.2017


Расчет параметров цифровой системы передачи, спектра АИМ-сигнала. Квантование отсчетов по уровню и их кодирование. Расчет погрешностей квантования. Формирование линейного сигнала. Разработка структурной схемы многоканальной системы передачи с ИКМ.

курсовая работа , добавлен 08.10.2012


Работа участка линейного тракта системы передачи. Мощность сигнала на входе первого усилителя. Цифровая система передачи первичных электрических сигналов. Уровень средней мощности "сильного" и "слабого" абонентов. Вид двоичной кодовой комбинации.

Важной сферой деятельности человека является информационная инфраструктура, благодаря чему развивается множество необходимых сфер. Сначала для этого использовалась телеграфная сеть, после чего стали появляться телефоны, радио, телевидение, компьютер. Любые сведения, созданные в электронном виде, могут поступить до места назначения без специалиста.

Связь субъектов страны, международная связь работает на основе многоканальных телекоммуникационных систем. Для этого применяются аналоговые и цифровые устройства. С их помощью передается аудио, видео, мультимедиа. Поэтому людям доступен выход в Интернет, сотовая множество других услуг. Именно для этого необходимо подготавливать специалистов для работы в этой сфере.

Особенности профессии

Если выпускник закончит обучение по специальности «многоканальные телекоммуникационные системы», кем работать ему? Можно устраиваться на предприятия по вакансии «техник». В обязанности сотрудника входит обеспечение определенной территории связью, телевидением, радиовещанием.

Техник работает с что требуется для функционирования систем передачи. Выполняется реконструкция линий и установка новейшего оборудования. Главное место в техническом оснащении имеет волоконно-оптическая технология, с помощью которой происходит увеличение скорости передачи, качества сети.

Обучение сотрудников

Профессии «многоканальные телекоммуникационные системы» будущих специалистов обучают с помощью прикладных дисциплин. Им нужно разбираться в установке и эксплуатации кабельных и цифровых систем передачи данных.

На лекциях изучаются технологии программно-аппаратного шифрования данных для защиты информации. С повышенным профилем подготовки требуется освоение учебной программы управленской деятельности и менеджмента организации. По специальности «многоканальные телекоммуникационные системы» обучают колледжи и институты различных городов России.

Что умеют выпускники?

Специалистами должна производиться эксплуатация многоканальных телекоммуникационных систем. Обязательна работа по информационной безопасности сетей. Важной деятельностью является участие в проведении производственной работы организации.

Сотрудники выполняют работу нескольких должностей служащих. Они производят конвергенцию технологий и сервисов систем электросвязи. Одной из главных сфер является продвижение услуг сетей. Если выпускник окончил обучение по специальности «многоканальные телекоммуникационные системы», кем работать ему и где? Техники требуются в государственных и коммерческих предприятиях.

Обязанности специалистов

Техники производят монтаж и обслуживание Обязателен мониторинг и диагностика систем. Работниками осуществляется устранение последствий аварий и дефектов оборудования, определяются способы восстановления функционирования.

На предприятиях техники осуществляют измерения показателей оборудования. Ими производится установка и профессиональное обслуживание компьютерных сетей. Работник берет в обязанность производство администрирования сетевого оборудования, установки, настройки доступа.

Техник взаимодействует с сетевыми протоколами. Он следит за функционированием оборудования сетей. В профессиональной деятельности им применяются проверенные средства защиты информации. К прочим обязанностям относят:

• анализ работы систем для выявления неполадок;
• обеспечение безопасного администрирования;
• участие в планировании работы;
• мониторинг новых систем;
• проведение маркетинговых исследований.

Профессионалы строят и эксплуатируют системы передачи информации, функционируют на автоматических станциях. Выпускники по специальности «многоканальные телекоммуникационные системы» заняты в линейно-аппаратных цехах, радиорелейных отделах, центрах связи. Техник получает необходимые навыки.

Заработная плата и перспективы

Если выпускник получил специальность «многоканальные телекоммуникационные системы», зарплата сначала у него будет около 20 000 рублей. При этом работник должен знать и уметь выполнять монтаж и подключение телефонного оборудования, настраивать мини-АТС, Интернет.

Сотруднику необходимо постоянно совершенствоваться, повышая уровень знаний и умений. Такой работник всегда будет востребованным, что позволит увеличить личные доходы. Для получения большого заработка необходимо иметь богатый опыт в обслуживании систем связи, монтаже оборудования, формировании документации. Работать можно в профильных государственных и коммерческих предприятиях.