Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Системы передачи и каналы передачи



Ключевым понятием телекоммуникационных систем и сетей является канал передачи (или канал электросвязи) [2, 3].

Обратимся ещё раз к обобщённой структурной схеме системы электросвязи (см. рис. 2.2). На ней выделена как система передачи совокупность линии переда­чи (ЛП) или линии связи, т.е. среды распространения СРП устройств для преобра­зования первичных электрических сигналов в линеиные, согласованные с линиеи передачи, (ОС) и устройств, осуществляющих обратное преобразование (ОС-1), а также станции коммутации (СК).

Система передачи показана на рис. 5.1.

Рис. 5.1. Структура системы передачи

 

Как видно из рис. 5.1, можно считать, что система передачи состоит из линии передачи и двух станций коммутации. При этом наиболее существенным в систе­ме передачи является наличие коммутаторов. Если через систему передачи про­ходит только один сигнал, нет необходимости в станциях коммутации. В этом ча­стном случае система передачи вырождается в линию передачи.

По системам передачи распространяются независимо друг от друга множество сигналов, от десятков до тысяч и более (это показано на схеме «толстыми» стрел­ками). В таком случае, когда для передачи всех этих сигналов используется одна линия передачи и одна среда распространения, нужны станции коммутации. С их помощью обеспечивается определённый порядок передачи множества сигналов и разделение их на приёмном конце системы. Благодаря станциям коммутации каж­дый из передаваемых сигналов распространяется по своему каналу передачи.

Каналом передачи называют совокупность технических средств и среды рас­пространения, обеспечивающую независимую передачу каждого из множества совместно передаваемых сигналов между оконечными и промежуточными пунк­тами телекоммуникационных сетей.

На приведённой структурной схеме показана N-канальная система передачи сигналов от N источников к N приёмникам с номерами k С [1, N]. В случае, когда N = 1, когда станции коммутации не нужны, и система передачи совпадает с ли­нией передачи, получившиеся одноканальная линия передачи и канал передачи - это одно и то же.

Обратимся к более общему и более важному для практики случаю, когда N>1, т.е. случаю, когда имеем многоканальную систему передачи.

Понятно, что при увеличении числа источников сигнала по ряду причин, в том числе и экономического характера, всегда стремятся передать как можно больше сигналов от разных источников по одной линии передачи. Передача сигналов от различных источников по одной линии называется разделением каналов.

Операция разделения каналов основана на присвоении каждому передаваемо­му сигналу индивидуального признака, разных значений некоторого существен­ного для передачи параметра (или параметров).

Известны различные способы разделения каналов. Один из них состоит в том, что спектры передаваемых сигналов с помощью операции транспонирования спектра (преобразования частоты) перемещают по оси частот таким образом, что­бы они не пересекались. Например, пусть есть конечное множество телефонных сигналов, каждый из которых занимает полосу частот от 300 Гц до 3400 Гц. Тогда станция коммутации на передающей стороне системы передачи формирует сигна­лы, состоящие из гармонических колебаний, находящихся в диапазонах

[300 Гц ... 3400 Гц], [4300 Гц ... 7400 Гц], [8300 Гц ... 11400 Гц], ... и т.д.

Изобразим спектры этих сигналов на рис. 5.2.

Рис. 5.2. Частотное разделение каналов

 

Как доказано в теории связи, сигналы с непересекающимися спектрами не ока­зывают влияние друг на друга и распространяются независимо. На приёмном конце станция коммутации разделяет сигналы с разными спектрами на разные выходы и переносит на этих выходах спектры сигналов «обратно» в область час­тот 300 Гц ... 3400 Гц.

Рассмотренный выше способ называют частотным разделением каналов (ЧРК). Образующиеся при ЧРК каналы называют частотными.

Пионерами в деле частотного разделения каналов являются российские спе­циалисты. Так, ещё в 1880 г. военный связист инженер-капитан Г. Г. Игнатьев применял частотное разделение для одновременной передачи по одной телефон­ной линии одного телефонного и одного телеграфного сигналов. Другой россий­ский инженер Е. И. Гвоздев организовал в 1893 г. передачу по одной линии одно­го телефонного и двух телеграфных сигналов. В настоящее время применяют сис­темы передачи с воздушными линиями связи на 120, 300 и 600 каналов. С приме­нением коаксиального кабеля можно создать системы с 10 000 каналов. Если ис­пользовать волоконно-оптические линии, можно передавать одновременно 1 млн. сигналов.

Систему передачи с ЧРК широко применяют в настоящее время. По ним пере­дают аналоговые сигналы. Поэтому, системы с ЧРК также называют аналого­выми. Они просты в эксплуатации, достаточно надёжны, обеспечивают хорошее качество передачи сигналов и необходимую дальность связи.

Однако, у них есть крупный недостаток - низкая помехозащищённость, кото­рая тем хуже, чем больше длина линии передачи. От этого недостатка свободен способ временного разделения каналов (ВРК).

В основу метода ВРК положен принцип поочерёдной поэлементной передачи нескольких сигналов по одной линии связи. Сначала по линии передаются первые элементы первого сигнала, затем второго и так до последнего n-го сигнала. Далее передаются вторые элементы снова от первого до n-го сигнала. Подобная опера­ция повторяется цикл за циклом до тех пор, пока не будет переданы последние элементы (значения) всех n сигналов. В итоге получается, что каждый сигнал пе­редаётся в строго определённые интервалы времени. Тогда в системе передачи образуется n временных каналов, называемых ещё физическими каналами.

Результат временного разделения каналов можно отразить графически на вре­менной диаграмме рис. 5.3.

Рис. 5.3. Временное разделение каналов

 

Как видно из диаграммы рис. 5.3, при ВРК все сигналы должны быть дискрет­ными и, в частности, цифровыми. Поэтому современные системы передачи с ВРК относят к цифровым системам передачи.

Первую в мире многоканальную систему передачи с временным разделением каналов реализовал знаменитый французский инженер Жан Морис Эмиль Бодо (J.M.H. Baudot, 1845-1903), предложивший в 1874 году так называемый принцип двукратного телеграфирования, т.е. способ работы на одну линию двух пар теле­графных аппаратов.

Принцип временного разделения каналов можно пояснить схемой рис. 5.4.

Станция Станция коммутации коммутации Рис. 5.4. Принцип временного разделения каналов

 

Как видно из схемы рис. 5.4, сигналы от трёх телефонных аппаратов поступа­ют последовательно на другие три аппарата с помощью двух синхронно и синфазно управляемых переключателей, находящихся на станции коммутации.

Сравнительно недавно при организации многоканальных систем передачи стал применяться способ кодового разделения каналов (КРК). Он основан на разделе­нии сигналов по их форме, т.е. закону изменения во времени.

История способа КРК начинается с того момента, когда в 1935 г. аспирант Ле­нинградского электротехнического института связи Дмитрий Агеев опубликовал работу «Основы теории линейной селекции». В ней он показал, что для полного разделения сигналов не обязательно разносить их по частоте или во времени. Можно разделять также сигналы с совпадающей шириной спектра и действующие на одном и том же промежутке времени.

Примерами ортогональных сигналов являются гармонические сигналы крат­ных частот, а также всякие сигналы с неперекрывающимися спектрами или вре­менами существования. В сотовых телефонах стандарта CDMA для целей КРК применяют так называемые функции Уолша (Walsh). При этом образуются кодо­вые каналы.

Преимущества систем передачи с КРК - повышенная ёмкость системы, т.е. возможность реализации гораздо большего числа каналов, чем при ВРК или ЧРК. Другое преимущество - возможность качественной передачи сигналов с гораздо меньшей мощностью, чем та, что необходима для систем с ВРК или ЧРК.

Рассматривая многоканальные системы передачи, необходимо отметить, что назначение каналов системы может быть различным. Например, при реализации системы с ВРК нужно предусмотреть специальные каналы, по которым необхо­димо передавать сигналы, обеспечивающие синхронную и синфазную работу ключей на станциях коммутации, т.е. передавать дополнительную служебную информацию для обеспечения работы системы связи.

Каналы, отличающиеся по виду или составу передаваемой информации, назы­вают логическими. Примеры логических каналов - каналы трафика или каналы управления (сигнализации).

Для нашего примера с ВРК канал управления - тот, по которому передаются сигналы, управляющие переключателями - сигналы синхронизации.

Канал трафика - это логический канал передачи той информации, ради кото­рой создана система связи, т.е. передачи речи, музыки, изображений, данных и т. п.

Термин «трафик» происходит от английского слова «traffic», т.е. поток ин­формации или транспорта и означает совокупность (поток) сообщений, переда­ваемых по линии связи.

Заканчивая рассмотрение систем и каналов передачи, необходимо отметить, что в многоканальной системе одни устройства являются общими для всех кана­лов, а другие - нет.

Устройства, используемые сразу для всех каналов, образуют линейный тракт передачи.

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.