станций отводится 2500 пВт. А на шум за счет линии и промежуточных усилителей, т.е. на линейный тракт отводится 7500 пВт.
7.8. Организация двухсторонних каналов
Для возможности непрерывного общения двух абонентов телефонный канал должен быть каналом двухстороннего действия. Двухсторонний канал организуется на основе разделения направлений передачи. Разделение направлений передачи образуется следующими способами: разделение в пространстве, разделение по частоте, разделение с помощью дифсистемы и разделение во времени.
1. Разделение в пространстве встречается наиболее часто и осуществляется с помощью разнесения направлений передачи по разным физическим цепям – разным симметричным парам в симметричном кабеле, разным коаксиальным трубкам в коаксиальном кабеле, разным волокнам в волоконно-оптическом кабеле.
При разделении направлений передачи в коаксиальном и волоконнооптическом кабеле взаимное влияние между направлениями передачи в силу экранирующего действия наружной оболочки в коаксиальном кабеле или эффекта полного внутреннего отражения в волоконно-оптическом кабеле пренебрежимо мало. В симметричном кабеле из-за неидеальной симметрии пар имеет место влияние направлений передачи, которое, в основном, и ограничивает величину переприемного участка системы передачи.
Защищенность от переходной помехи определяется разностью между уровнем полезного сигнала на выходе подверженного влиянию канала или тракта и уровнем переходной помехи на том же выходе, т.е. aЗ = PC − PП . Различают
влияние на ближний и дальний конец.
Рис.7.8. Переходная помеха на ближнем и дальнем конце
Влияние на ближний конец возникает, когда разные направления передачи совмещены в одном кабеле (однокабельная система работы). Влияние на дальний конец – когда направления передачи разнесены по разным кабелям (двухкабельная система работы).
Оценивая влияние на ближайший конец, запишемPC = P02 −αl , PП = P01 − A0 , где P01 и P02 - уровень сигнала на передающих концах цепи, подверженной
48
влиянию, и влияющей цепи; A0 - результирующее затухание переходных токов на
ближнем конце. В соответствии с этим |
|
|||
|
aЗ0 |
= A0 −αl −(P01 − P02 ), |
(7.7). |
|
|
Аналогично защищенность на дальнем конце |
|
||
|
aЗl |
= Al −αl −(P01−P02 ), |
(7.8) |
|
где |
Al - результирующее затухание переходных токов на дальнем конце. Таким |
|||
образом, при |
P01 = P02 |
|
|
|
|
aЗ0 |
= A0 −αl , |
aЗl = Al −αl . |
(7.9) |
|
Так как Al |
всегда значительно больше A0 , то защищенность на дальнем конце |
||
заметно превышает защищенность на ближнем конце. Физически это объясняется тем, что при влиянии на дальний конец подверженная влиянию и влияющая цепи имеют одинаковые уровни, а при влиянии на ближний конец влияющая цепь имеет уровень, на величину рабочего затуханияαl превышающий уровень цепи, подверженной влиянию.
2. Разделение по частоте или двухполосная двухпроводная система двухсторонней связи
Встречные направления передачи можно разделять, не только вынося их на отдельные пары проводов. Можно также, применяя одну пару проводов, использовать для отдельных направлений передачи разные полосы частот. Такая система организации двухпроводной связи получила названии двухполосной двухпроводной.
49
f1 – f2, λ1=1.3 |
|
|
f1 – f2, λ1=1.3 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Передающее |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
> |
|
устройство |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Передающее |
|
|
|
|
|
|
|
|
< |
||
|
|
|
|
||||||||
устройство |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f3 – f4, λ2=1.55 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
f3 – f4, λ2=1.55 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
0 |
|
|
|
|
|
|
f |
|
|
|
|
|
|
||
|
f1 |
f2 |
f3 |
f4 |
|||
Рис.7.9. Двухполосная двухпроводная схема связи
На одной и той же паре проводов оборудуются два многоканальных тракта-
один в полосе от |
f1 до f2 , другой в полосе от f3 до f4 . Эти полосы разделены |
интервалом f2 - |
f3 , в котором находятся частоты среза двух фильтров – ФНЧ и |
ФВЧ. Фильтры разделяют направления передачи в оконечных и промежуточных пунктах и поэтому называются направляющими. Взаимные влияния между направлениями передачи в этом случае определяется качеством направляющих фильтров.
Оптическим аналогом данной схемы является дуплексная передача по одному волокну с разнесением направлений передачи на разные длины волн.
3. Разделение с помощью дифсистемы Для двухпроводных линий направления передачи можно разделять также
при помощи дифференциальных систем, сохраняя для обоих направлений одну и ту же полосу частот.
50
Рис.7.10. Однополосная двухпроводная схема связи
На рис.7.10 показана система двухсторонней связи, оборудованная дифференциальными системами. Такую систему называют однополосной двухпроводной. Дифференциальная система представляет собой сочетание дифференциального трансформатора и балансного сопротивления. Предположим, что обе части дифференциальной обмотки трансформатора содержат равное количество витков. Сопротивление ZБ , называемое балансным рассчитывают
таким образом, чтобы оно было равно входному сопротивлению Z Л линии. Тогда
ток с выхода передающего устройства будет индуктировать в половинках дифференциальной обмотки равные и противоположные по фазе ЭДС. Напряжение на проводниках, соединенных со входом приемного устройства, будет равно нулю. Про такую дифференциальную систему говорят, что она сбалансирована. В практических условиях добиться идеальной балансировки не удается, но, тем не менее, дифференциальная система может вносить между цепями встречных направлений передачи затухания значительной величины.
В направлениях от передающего устройства к линии и от линии к приемному устройству дифференциальная система будет также вносить некоторые затухания, однако они могут быть сделаны достаточно малыми.
В частности,
bпер−лин =10 lg 2 = 3 дБ
bлин−пр. =10 lg 2 = 3 дБ.
51
Дифференциальная система может быть цифровой, когда направления передачи и приема разделяются ключами, работающими с частотой дискретизации fд ≥ 2 fВ . В этом случае рабочее затухание дифференциальной
системы в каждом из направлений также равно 3 дБ.
Оптическим эквивалентом дифференциальной системы является оптический циркулятор. ОЦ представляет собой невзаимное устройство, которое может распределять поступающее оптическое излучение в различные порты в зависимости от направления распространения излучения. Невзаимность свойств ОЦ обусловлена эффектом невзаимного поворота плоскости поляризации (эффект Фарадея) в магнитоупорядоченных кристаллах, в частности в кристаллах ферритов – гранатов.
В зависимости от качества выполнения оптических элементов и точности их юстировки величина вносимых потерь в прямом и обратном канале может составлять 0,8 ÷ 1,6 дБ. Максимальная величина изоляции из-за рассеяния на различных дефектах в кристаллах ограничивается уровнем 40 ÷ 45 дБ.
Таким образом, использование дифференциальной системы представляется на первый взгляд заманчивым, т.к. благодаря применению одной полосы частот (одной длины волны) расстояние между переприемными участками могло бы быть получено гораздо большим, чем в случае двухплосной системы. Но существенным, основным недостатком дифференциальной системы является то, что она не отличает отраженный в линии сигнал от полезного сигнала, приходящего с дальнего конца. Этот факт в конечном итоге ограничивает область применения дифференциальной системы. Тем не менее, в настоящее время широкое распространение получила технология HDSL, основанная на принципе разделения направлений передачи с помощью цифровой дифференциальной системы и цифровых методов эхоподавления. Таким способом удается реализовать длины переприемных участков на симметричных кабелях до 20 км при скорости передачи 2048 кбит/c.
Рис.7.11. Цифровая дифсистема
Прд |
|
|
|
1 |
|
|
|
ОЦ |
Прм |
3 |
2 |
|
||
|
|
Рис.7.12 Оптический аналог дифсистемы
52