Державний комітет зв’язку та інформатизації україни
Державний університет інформаційно-комунікаційних технологій
КАФЕДРА ________Телекомунікаційних__ систем_______________
ЗАТВЕРДЖУЮ
Завідуючий кафедрою
_______________ Беркман Л.Н.___
(підпис, прізвище)
“ ____ “ _____________ 2009 року
Лекція № 8
з навчальної дисципліни "Введення до спеціальності"
напряму підготовки _______телекомунікації________________________
освітньо-кваліфікаційного рівня _____бакалавр______________________
Тема _________Багатоканальний електрозв’язок________
(повна назва лекції)
Лекцію розроблено ст. викл. Коршун Н. В.
(вчена ступінь та звання, прізвище та ініціали автора)
Обговорено на засіданні кафедри (ПМК)
Протокол № __________
“ ____ “ _____________ 2009 року
Київ
Навчальні цілі.Ознайомлення студентів з поняттями багатоканального електрозв’язку та систем передачі. Ознайомлення з основами систем передачі з частотним та часовим розподілом каналів.
Час - 90 хв.
ПЛАН ПРОВЕДЕННЯ ЛЕКЦІЇ ТА РОЗРАХУНОК ЧАСУ
Загальні положення______________________________________________-_5__ хвилин
Навчальні питання
1. Поняття багатоканального електрозв’язку - 10 хвилин
2. Поняття про методи розподілу каналів – 10 хвилин
3. Системи передачі з частотним розподілом каналів – 20 хвилин
4. Системи передачі з часовим розподілом каналів – 20 хвилин
5. Поняття про імпульсно-кодову модуляцію – 20 хвилин
Висновок_____________________________________________-5__ хвилин
ЛІТЕРАТУРА:
(рекомендована для студентів)
В. Г. Дурнев, А. Ф. Зеневич, Б. И. Крук, В. П. Кубанов, В. В. Романов, В. И. Иванов. Электросвязь. Введение в специальность. – М.: Радио и связь, 1988.
Текст ЛЕКЦІЇ
Поняття багатоканального електрозв’язку
З часом потоки різноманітних повідомлень, що передаються засобами зв'язку, збільшуються. Повідомлення будь-якого вигляду від його джерела до одержувача передаються за допомогою електричних сигналів по каналах електрозв'язку. Каналом електрозв'язку називається сукупність технічних засобів (кінцевого, проміжного і лінійного обладнання), що забезпечують передачу сигналів в смузі частот 0,3 ... 3,4 кГц. Практика організації зв'язку показує, що найдорожчими ланками каналів електрозв'язку є лінії зв'язку: повітряні, кабельні, волоконно-оптичні, радіорелейні, супутникові. Звідси зрозумілий інтерес вчених і інженерів до створення багатоканальних систем передачі, що дозволяють по одній лінії зв'язку організувати якомога більшу кількість каналів, а отже, одночасну передачу сигналів: телефонних (передача мови), телеграфних (передача букв і цифр), передачі даних, мовлення і телебачення.
Кількість каналів, що утворюються по лінії зв'язку, визначається, з одного боку, смугою частот, яку може пропустити лінія, а з другого боку — видом сигналів, що передаються, і вимогами до їх параметрів. Основним каналом систем передачі є канал тональної частоти, призначений для передачі телефонних сигналів в спектрі частот 0,3 ... 3,4 кГц.
Телефонні сигнали мають спектр, що співпадає за частотою із звуковими (тональними) коливаннями, відповідними мові. Враховуючи цю обставину, канал ТЧ прийнятий у якості стандартного.
Багатоканальні системи передачі- це системи, які дозволяють одночасно по одному фізичному колу передавати велику кількість незалежних повідомлень, тобто використовувати лінію багаторазово.
Класифікація багатоканальних систем передачі. Системи передачі розрізняють за методом формування і передачі багатоканального сигналу, тобто за методом розподілу каналів, типом середовища розповсюдження сигналів електрозв'язку і типом використання.
За методом розподілу каналів розрізняють системи з частотним (ЧРК) і часовим (ЧасРК) розподілом каналів. В системах передачі з ЧРК по каналах передаються неперервні (аналогові) сигнали, тому такі системи прийнято називати аналоговими. Вони відносно прості в експлуатації, мають достатньо високу надійність роботи, забезпечують хорошу якість передачі сигналів і необхідну дальність зв'язку. Проте є у них і ряд недоліків. Одним з основних недоліків є відносно низька завадостійкість. Із збільшенням протяжності магістралі завадостійкість в каналах аналогових систем передачі зменшується, оскільки завади поступово накопичуються.
В системах передачі з ЧасРК використовується двійковий сигнал. Послідовність імпульсів струму містить всю необхідну інформацію про форму початкового сигналу. Такі системи мають вищу завадостійкість порівняно з аналоговими. Це обумовлюється двійковим характером сигналу, що дозволяє реалізувати періодичну регенерацію (відновлення) сигналу і уникнути накопичення завад.
За типом середовища розповсюдження сигналів електрозв'язку багатоканальні системи передачі діляться на проводові і радіосистеми. Проводовою системою передачі називається система передачі, в якій сигнали електрозв'язку розповсюджуються в просторі вздовж неперервного направляючого середовища. Проводовій системі передачі привласнюється назва залежно від типу направляючого середовища, наприклад кабельна, хвилеводна (волоконно-оптична). Система передачі, в якій сигнали електрозв'язку передаються за допомогою радіохвиль у відкритому просторі, називається радіосистемою. За місцем використання багатоканальних систем передачі виділяють магістральні, зонові і місцеві системи.
Забезпечення дальності передачі. Багатоканальні системи передачі з частотним і часовим розподілом каналів — це складний комплекс технічних засобів, що включає кінцеву апаратуру, яка встановлюєтося на кінцевих пунктах (КП), проміжну апаратуру, яка розміщується на обслуговуваних ОПП або необслуговуваних НПП підсилювальних пунктах, а також ліній зв'язку. На відміну від аналогових систем в часових системах на обслуговуваних і необслуговуваних пунктах встановлюється апаратура для відновлення (регенерації) імпульсних сигналів лінійного тракту. Звідси обслуговувані і необслуговувані пункти в цих системах прийнято називати регенераційними (ОРП, НРП).
Пояснимо, для чого потрібні підсилювальні і регенерації пункти. Дальність передачи сигналів по фізичних ланцюгах визначається перш за все загасанням (ослабленням) сигналу через те, що в ланцюзі втрачається частина енергії сигналу, що передається. Конкретні електричні параметри ланцюга і чутливість приймального пристрою визначають допустиму дальність зв'язку. Знаючи загасання і километричний коефіцієнт загасання, можна визначити дальність передачі.
Для забезпечення дальності зв'язку більше допустимої по певному ланцюгу використовують різні способи компенсації загасання сигналів. В багатоканальному зв'язку відомі наступні способи компенсації загасання: підвищення потужності сигналу в місці передачі, в місці передачі і прийому, а також послідовно в декількох рівномірно розташованих точках ланцюга. Найширше розповсюдження знайшов останній спосіб, який реалізується за допомогою проміжних підсилювачів. Частина каналу зв'язку між сусідніми проміжними підсилювачами називається підсилювальною ділянкою.
Поняття про методи розподілу каналів
Розглянемо частотний та часовий розподіл каналів.
Частотний розподіл каналів. При використанні методу часового розподілу каналів кожному сигналу, що передається, відводиться окрема індивідуальна смуга частот в загальній смузі частот системи, тобто канальні сигнали кожного абонента поміщуються в окремі смуги частот, які не перетинаються. За допомогою спеціальних перетворювачів смуга частот окремого сигналу переноситься з вихідного діапазону в заданий без втрати частоти. Смуги частот, які займає кожний сигнал після перенесення, повинні знаходитися в межах частотного діапазону лінії передач, яка використовується.
Часовий розподіл каналів. Метод ЧасРК заснований на принципі почергового поелементного передавання декількох сигналів по одній лінії зв’язку. Спочатку по лінії передаються перші елементи першого сигналу, потім другого і т. д. Далі передаються другі елементи першого сигналу, другого сигналу і так до n-го. Ця операція повторюється до тих пір, поки не будуть передані останні елементи усіх n сигналів. Таким чином, кожний сигнал передається у визначені інтервали часу, тобто по власному часовому каналу. На приймальній стороні елементи кожного сигналу виділяються, об’єднуються, і по ним відновлюються копії вихідних сигналів.