1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Современные многоканальные системы. Часть 2

Тема 6. Принципы построения многоканальных систем передачи;

Сайт СТУДОПЕДИЯ проводит ОПРОС! Прими участие 🙂 — нам важно ваше мнение.

Лекция 6

Раздел 6.1. Обобщенная структурная схема многоканальной системы передачи

Многоканальной системой передачи (в дальнейшем просто системой передачи) называется совокупность технических средств, обеспечивающих одновременную и независимую передачу однотипных или разнотипных сообщений от N источников к N получателям по одной линии связи (физической среде распространения сигналов электросвязи). Обобщенная структурная схема N – канальной системы передачи (СП) приведена на рис.6.1.

Первичные сигналы Сi(t), время существования и спектры частот которых могут частично или полностью перекрываться, поступают в передающую часть системы передачи, где с помощью устройств Мi преобразуются в канальные сигналы Si(t).

С1(t) S1(t) S ’ 1(t) Cў1 (t)

S(t) S ’ (t)

Рис.6. 1 — Обобщенная структурная схема многоканальной системы передачи

Процесс преобразования первичного сигнала в канальный решает две задачи: во-первых, каждый канальный сигнал Si(t) наделяется совокупностью физических признаков, отличающих его от остальных канальных сигналов; эти признаки или параметры называются разделительными;

во-вторых, необходимо сформировать канальные сигналы так, чтобы в них содержались передаваемые сообщения, т.е. сведения о форме первичных сигналов, поступающих на входы каналов.

Многоканальный или групповой сигнал S(t) получается объединением канальных сигналов в устройстве объединения О. В частности групповой сигнал можно получить суммированием канальных сигналов, т.е.

. (6.1)

Системы передачи, где групповой сигнал представляет сумму канальных сигналов, называются аддитивными.

Системы передачи, в которых при формировании группового сигнала применяются другие операции, носят название комбинационных. Современные многоканальные телекоммуникационные системы в основном являются аддитивными.

Прохождение группового сигнала по линии связи (среде распространения) сопровождается помехами и искажениями, следовательно, на входе приемной части системы передачи будем иметь сигнал S(t).

Разделение группового сигнала на отдельные канальные сигналы осуществляется разделяющими устройствами Фi (фильтрующими устройствами) на основе тех разделительных признаков, которыми первичные сигналы были наделены на передаче. На выходе устройств Фi получаем канальный сигнал S ў i(t), отличающегося от канального сигнала Si(t) наличием помех и искажений, обусловленных прохождением канального сигнала по элементам оборудования систем передачи и среды распространения (линии связи).

Разделяющие устройства Фi могут быть линейными и нелинейными. Система передачи называется линейной, или системой передачи с линейным разделением сигналов, если развязывающие устройства являются линейными четырехполюсниками с постоянными или переменными параметрами. Если разделяющие устройства представляют нелинейные четырехполюсники, то такие системы передачи называются нелинейными. В основном применяются системы передачи с линейным разделением каналов (сигналов).

После разделения канальные сигналы поступают на устройства Дi, где осуществляется преобразование канальных сигналов i(t) в первичные сигналы i(t), отличающиеся от первичных сигналов на передачи наличием помех и искажений, вносимых элементами оборудования систем передачи и линий связи (среды распространения).

При разработке и исследовании многоканальных систем передачи обычно известны свойства первичных сигналов, число каналов и характеристики линий связи-среды распространения и помех.

Теория построения многоканальных телекоммуникационных систем должна указать класс канальных сигналов, обеспечивающих принципиальную возможность их разделения, и определить требования к устройствам формирования канальных сигналов и их разделения, обеспечивающих минимальное различие между первичными сигналами на передачи С(t) и приеме Cў (t). Должны быть также указаны пути технической реализации устройств формирования канальных сигналов М, их объединения О и разделения.

В многоканальных системах передачи, кроме внешних помех, возникают специфические помехи, обусловленные неидеальностью функционирования устройств разделения канальных сигналов. Эти помехи проявляются как взаимные переходные влияния между каналами. Необходимо указать пути снижения этих влияний до допустимых значений.

Системы передачи должны обеспечивать не только высокое качество передачи сигналов, но и ее необходимую надежность. При этом дальность связи может достигать многих тысяч километров. Важной задачей техники многоканальных систем передачи является также достижение высокой экономической эффективности, которая, как указывалось выше, оценивается стоимостью строительства и эксплуатации 1 км канала передачи. В связи с этим может быть поставлена задача построения многоканальных систем передачи, минимизирующих эти показатели.

Следовательно, основные задачи техники многоканальных систем передачи сводятся к созданию систем, обеспечивающих заданное число каналов, требуемые качество передачи, надежность, эффективность и дальность связи.

Современные многоканальные системы передачи состоят из следующих основных частей (рис.6.2): каналообразующего оборудования (КОО), оборудования сопряжения (ОС), Оборудования линейного тракта (ОЛТ), унифицированного генераторного оборудования (УГО) и сервисного оборудования (СО).

Многоканальные системы связи

При передаче информации между стационарными пунктами (например, городами) возникает необходимость в одновременной передаче многих независимых сообщений от разных источников. Для решения таких задач используют многоканальные системы, «уплотняют» радиоканал, объединяя сообщения и формируя групповые сообщения или групповой сигнал. Групповым сигналом модулируют несущую частоту и получают радиосигнал, пригодный для передачи в свободном пространстве. В точке приема осуществляется селекция радиосигнала и его демодуляция, в результате которой получают групповой сигнал, который разделяют на отдельные первичные сообщения и отправляют соответствующим получателям информации.

Формирование группового сигнала и его разделение можно осуществить по-разному. Структурная схема многоканальной системы, не привязанной к конкретному виду формирования, приведена на рис. 6.45. Для разных систем связи количество объединенных сообщений меняется весьма существенно. В системах радиосвязи на ВЧ оно в пределах десяти, до ста в системах телеметрии и несколько тысяч в магистральных каналах спутниковых и радиорелейных линиях.

Методы формирования группового сигнала зависят от вида представления исходных сообщений. Если необходимо передать непрерывный сигнал, то используется частотное уплотнение, а при передаче импульсных и дискретных сигналов — временное уплотнение и уплотнение по форме.

Частотное уплотнение при его применении к сообщениям, имеющим близкий спектральный состав, требует предварительное разнесение спектра от разных источников по частотному диапазону. Например, если имеем дело с телефонными сообщениями, то спектр каждого из них (сигнал «тональной частоты») расположен в полосе от 300 до 3400 Гц. Для разнесения сигналов используется набор «поднесущих» частот. В дальнейшем совокупность модулированных иод- несущих составляет групповой сигнал, который после модуляции им общей несущей можно использовать как переносчик группового сигнала в радиоканале. Естественно, двухэтапная модуляция приводит к появлению сигналов вида АМ-АМ, АМ-ЧМ и т.д.

Принцип работы многоканальной системы с частотным уплотнением проиллюстрирован на рис. 6.46.

Рис. 6.46. Частотное уплотнение информации

Три сообщения от разных источников (1) разносятся с помощью трех поднесущих частот^,, fHl и/и3 по частотному диапазону и с помощью полосовых фильтров из них выделяют по одной боковой полосе (2). После суммирования (3) групповым сигналом модулируется несущая частота fS] (4). В приемнике осуществляется демодуляция принятого сигнала, выделение канальными фильтрами отдельных сообщений (5) и перенос их с помощью сети поднесущих частот (6) и демодуляции в каналы получателей сообщений (7). Этот алгоритм реализуется с помощью устройства, структурная схема которого изображена на рис. 6.47.

Рис. 6.47. Структурная схема многоканальной системы передачи информации с частотным уплотнением

Совместное рассмотрение рис. 6.46 и 6.47 даст исчерпывающую информацию о работе структурной схемы многоканальной системы с частотным уплотнением информации. Дополнительно следует подчеркнуть только необходимость передачи сигнала синхронизации. Заметим, что так как система аналоговая, к ее точностным характеристикам по временной стабильности предъявляются жесткие требования. Отметим также, что формирование широкополосных каналов осуществляется при объединении каналов тональной частоты. В аналоговых системах используют: предгрупповой канал — взамен трех каналов «тональной частоты» (ТЧ); первичный канал — 12 каналов ТЧ; вторичный канал — 60 каналов ТЧ; третичный канал —

Читать еще:  Для пользы дела: 20 лучших надстроек для Microsoft Office

Временное уплотнение используегся в случае применения импульсных или цифровых сигналов. Техническая реализация импульсных систем проще, чем аналоговых. Идея временного уплотнения

заключается в выделении каждому из каналов временного интерва- ла, в котором находится импульс, несущий информацию в своих параметрах- амплитуде (АИМ), длительности (ШИМ) или во временном положении (ВИМ), или же группа импульсов, содержащая, например, в двоичном коде информацию от источника сообщения.

На рис. 6.48 проиллюстрирован принцип временного уплотнения. Так как принципы передачи импульсных и цифровых сигналов при временном уплотнении близки, на одном рисунке представлены оба варианта.

Для того чтобы излишне не увеличивать объем рисунка, ряд временных диаграмм, без ущерба для целей пояснения рабогы системы, опущен.

Первичный непрерывный сигнал SH^t) (1) подвергается дискретизации по времени в соответствии с теоремой Котельникова (2). Так как интервалы дискретизации /^достаточно большие, то в этот временной интервал возможно поместить выборки и от других источников сообщений, отведя на каждую интервал Д/и (3). В интервалы помещаются импульсы, несущие информацию от разных источников сообщений (4), в нашем примере с АИМ модуляцией (может быть и ШИМ, и ВИМ). Кроме того, информация в цифровых системах может быть представлена кодовой последовательностью, в нашем примере двоичной пятиразрядной (5). Затем в приемном устройстве с помощью сигналов синхронизации осуществляется формирование канальных стробов (6) и получение адресатом своего сообщения, импульсного (7) или цифрового (8). Естественно, как из импульсных, так и из цифровых сигналов возможно восстановление первичных непрерывных сообщений. На рис. 6.49 приведена структурная схема многоканальной системы передачи информации с временным уплотнением — как с импульсными, так и цифровыми сигналами в канале передачи информации.

Рис. 6.48. Временное уплотнение информации

Рис. 6.49. Структурная схема многоканальной системы передачи информации с временным уплотнением

В передающей части с помощью ключей производятся выборки, из которых впоследствии формируется групповой сигнал, в составе которого передастся и сигнал синхронизации. Импульсный сигнал (его информационный параметр) может быть преобразован в цифровую форму. В приемнике осуществляются обратные преобразования и с помощью строб-импульсов, управляющих ключами, осуществляется разделение группового сигнала по каналам. Переход к непрерывным сигналам осуществляется в сглаживающих фильтрах.

В цифровых системах передачи используют набор стандартных широкополосных каналов: основной цифровой канал — 1 канал (64 кбит/с); субпервичный цифровой канал — 7 каналов (480 кбит/с); первичный цифровой канал — 30 каналов (2048 кбит/с); вторичный цифровой канал — 120 каналов (8448 кбит/с); третичный цифровой канал — 480 каналов (34368 кбит/с); четвертичный цифровой канал — 1920 каналов (139264 кбит/с).

Заметим, что при любом способе формирования группового сообщения необходимо выполнение условия ортогональности сигналов (по времени, частоте, форме), позволяющее впоследствии их разделить. Емкость многоканальной системы определяется не только числом каналов, но и введением защитных интервалов между канальными сигналами — частотных или временных. В цифровых системах возникает своеобразный вид ошибки — ошибка переименования символов. Ее вероятность растет по мере уменьшения длительности, а следовательно, и энергии цифрового импульса.

Современные многоканальные системы. Часть 2

Что такое THX?

За часто встречающейся аббревиатурой THX стоит целый набор технологий и стандартов для современных многоканальных систем. Этот сертификат был введен Джорджем Лукасом и его фирмой Lucas Films, и расшифровывают эту аббревиатуру по разному. Первая версия — «THX» была названа в честь пеpвого фильма Лукаса — «THX-1138», вторая — «THX» как аббревиатура от Tomlinson Holman eXperiment.

Как мы знаем, Джордж Лукас очень ценит звук в кино, и одно из его высказываний гласит: «Фильм на пятьдесят пpоцентов воспpинимается благодаря звуку. Если отсутствует хоpоший тpакт звуковоспpоизведения, воспpиятие становится гораздо слабее». Задачей внедрения стандартизации THX явилось обеспечение постоянного качества воспроизведения звукозаписи, начиная от студии, на которой она производилась, и заканчивая кинотеатрами, а после и домашними кинотеатрами и DVD.

Между тем, инженеры из THX не занимаются выпуском оборудования, точно также как этим не занимается Lucas Films — они занимаются сертификацией. Идеей создания THX было появление стандарта качества звука в кино. То есть, если вы видите на аппаратуре, в кинотеатре или где-либо еще эту аббревиатуру, знайте — это звук, который одобрил Джордж Лукас и его лаборатория. Вокруг THX придумано много историй. Она из них такова, что Лукас пришел в кинотеатр, посмотрел свои «Звездные войны» и остался крайне недоволен звуком, так как до этого в студии он слышал совершенно другое. После чего он привлек инженера Томлинсона Холмана, дав ему задание переосмыслить сам процесс кинозвука. Вот вам и вторая история возникновения аббревиатуры THX — Tomlinson Holman eXperiment.

Основные требования THX для кинотеатров выглядели следующим образом:

  • отличная разборчивость экранного диалога;
  • передача всего динамического диапазона фонограммы, от легкого шепота до самого громкого взрыва без искажений;
  • однородное озвучивание всех зрительских мест;
  • ровной и широкой частотной характеристикой (бас с 30 Гц с одинаковым уровнем громкости во всем зале).

После того, как с кинотеатрами было покончено (сейчас такие лицензии имеют не более чем 900 кинотеатров по всему миру), команда стандартизации обратила внимание и на домашние устройства. По сути, THX является ничем иным как «Джордж Лукас рекомендует…». Это похоже на то как Арнольд Шварценеггер рекламировал мультимедийную продукцию BBK. Но вариант Лукаса более выигрышный, поскольку он привлек специалистов, которые создали вполне понятные технические нормативы, во-вторых, он сам поднял этот вопрос.

THX Ultra

THX Ultra распространяется на акустические системы в помещениях с объемом свыше 86 кубических метров (3000 кубических футов). Стандарт включает в себя:

  • Cinema Re-EQ. Система реэквализации, устраняющая излишнюю яркость звука, появляющуюся при воспроизведении в домашних условиях звуковых дорожек, рассчитанных на кинозалы.
  • Timbre Matching. Тональное пересогласование фронтальных и пространственных каналов.
  • Adaptive Decorrelation. Обеспечение стерео-ощущений при наличии моно звука в протранственных каналах.
  • Bass Management Electronic Crossover. Обеспечение качественного прослушивания низких звуков через сабвуфер применительно к домашним системам.
  • Bass Peak Level Mangement. Защита сабвуфера от перегрузки.
  • Loudspeaker Position Time Synchronization. Настройка акустического пространства под месторасположение зрителя/слушателя.

THX Select

THX Select распространяется на акустические системы в помещениях с объемом около 57 кубических метров (2000 кубических футов). Уровень в 85 дБ позволяет выполнить основное условие стандарта — прослушивание самых тихих и самых громких звуков. Этот уровень часто называют референсным. В контроллерах и ресиверах установлены специальные цифровые индикаторы, отображающие разницу между текущим и референсным значениями уровней.

THX Multimedia

Вот тут самый интересный момент, так как его считают одним из самых ангажированных. THX Multimedia был разработан в 1999 году для сертификации мультимедийных компьютерных систем. Смотрим небольшой список счастливчиков…

Сертифицированные колонки THX Multimedia:

  • Altec Lansing ADA 885 4.1 System
  • Cambridge SoundWorks® THX® 5.1 550 speaker systems
  • Creative MegaWorks® THX® 5.1 550 speaker systems
  • Klipsch ProMedia 2.1 System
  • Klipsch ProMedia 4.1 System
  • Klipsch ProMedia 5.1 System
  • Logitech Z-560 4.1 System
Читать еще:  Фото дня: звёздное «коромысло» над Землёй

Сертифицированные системы THX Multimedia:

  • Dell Dimension 4400 System
  • Dell Dimension 8200 System

Сертифицированные аппаратные звуковые интерфейсы THX Multimedia:

  • Creative Labs’ Sound Blaster Audigy 2

Выводы

Стандартизация по качеству THX — действительно замечательная идея, поскольку пока никто не имел возможности оценивать многоканальные системы для качественного просмотра кино. Удивительно, что «знак качества» получила Audigy 2, хотя, если вы хотите создать на базе РС домашний кинотеатр, эта плата будет лучшей из представителей пользовательского класса. А THX — беспроигрышный вариант на сегодня.

Основы электроакустики

Навигация

Методы построения многоканальных систем связи

Многоканальная система передачи представляет собой сложный комплекс устройств,предназначенных для получения определенного числа каналов связи на заданную дальность. Многоканальные системы связи стремятся строить таким образом, чтобы наиболее эффективно использовать дорогостоящее оборудование, добиваясь получения максимальной пропускной способности этих линий, при минимальных затратах материальных средств, людских ресурсов и времени.

Принцип построения аппаратуры с Частотным Разделением Каналов. ЧРК находит наиболее широкое применение в современных многоканальных системах передачи. Это объясняется тем, что при таком методе разделение обеспечивает возможность получения чрезвычайно большого числа каналов при относительной простоте всего оборудования. Сам метод основан на том, что для одновременной передачи информации по нескольким каналам, каждому из них выделяется свой частотный участок в общем спектре Перенос спектра частот каждого канала на свою частотную позицию осуществляется с помощью устройств преобразования — модуляторов в тракте передачи. В тракте приема из группового сигнала с помощью фильтров выделяется спектр частот (в котором расположен канал) и демодулируется (приводится к первоначальному виду)

При относительной простоте систем с ЧРК они имеют ряд недостатков:

  • низкая помехоустойчивость, т.к. не полностью используется мощность передающих устройств;
  • влияние переходных помех между каналами, т.к. абсолютное разделение каналов невозможно;
  • высокая требовательность к линейности характеристик трактов передачи и приема;
  • наличие ограничений на условия загрузки групповых трактов, т.к. общая загрузка суммируется из загрузок по каждому каналу.

Принцип построения аппаратуры с Временным Разделением Каналов. Метод ВРК более перспективный, т.к. он свободен от указанных недостатков метода с ЧРК. Он основан на том, что весь линейный тракт представляется поочередно каждому из каналов на некоторый промежуток времени. Первичные сигналы каждого канала в системе с ВРК могут быть либо дискретными, либо аналоговыми. Аналоговые сигналы при этом, прежде всего, подвергаются дискретизации по времени. Возможность передачи аналогового сигнала рядом дискретных значений обосновывается теоремой В.В.Котельникова, в которой доказывается: Любая непрерывная функция с ограниченным спектром частот от 0 до Fmax полностью определяется своими мгновенными значениями, отсчитанными через интервалы времени. Иначе говоря, частота следования импульсов, отображающих мгновенное значение сигнала должна быть: F >= 2Fmax . Формирование многоканального группового сигнала в системе с ВРК осуществляется путем поочередного представления своей временной позиции импульсам каждого канала (рис.39). При этом для определения порядка следования импульсов на приемной стороне необходим дополнительный импульс синхронизации, который формируется в передающей части аппаратуры и имеет отличительные признаки по отношению к канальным импульсам Системы передачи, в которых в качестве канальных сигналов используются цифровые сигналы, получили название цифровых систем передачи (ЦСП). Для передачи дискретных информационных сигналов не требуется аналого-цифровых преобразователей, а необходимо лишь согласовать скорости передачи сигналов. ЦСП с ВРК нашли широкое применение в системах спутниковой связи. Для передачи и приема различных сообщений (ТЛФ, ТЛГ, передачи данных и т.д.) их характеристики приводятся к единой дискретной форме и определенному стандарту. Это позволяет унифицировать устройства передачи и приема. Формирование группового потока осуществляется в два этапа. На первом этапе асинхронные высокоскоростные каналы (ВСК) и низкоскоростные каналы (НСК) поступают на индивидуальное оборудование (ИО ВСК, ИО НСК), где приводятся к номиналам первичных скоростей (преобразуются в синхронные потоки). На втором этапе НСК поступают на схемы объединения низкоскоростных потоков (СОНП) группового оборудования (ГО), где объединяются в высокоскоростной поток и далее поступают на схему объединения высокоскоростных потоков (СОВП) куда подаются ВСК. В результате объединения на выходе СОВП образуется групповой поток с определенной скоростью передачи. Сформированный групповой сигнал поступает на выходное устройство и далее передается корреспонденту. На приемной стороне в обратной последовательности происходит разделение группового сигнала на ВСК и НСК.

Основы электроакустики

Методы построения многоканальных систем связи

Многоканальная система передачи представляет собой сложный комплекс устройств,предназначенных для получения определенного числа каналов связи на заданную дальность. Многоканальные системы связи стремятся строить таким образом, чтобы наиболее эффективно использовать дорогостоящее оборудование, добиваясь получения максимальной пропускной способности этих линий, при минимальных затратах материальных средств, людских ресурсов и времени.

Принцип построения аппаратуры с Частотным Разделением Каналов. ЧРК находит наиболее широкое применение в современных многоканальных системах передачи. Это объясняется тем, что при таком методе разделение обеспечивает возможность получения чрезвычайно большого числа каналов при относительной простоте всего оборудования. Сам метод основан на том, что для одновременной передачи информации по нескольким каналам, каждому из них выделяется свой частотный участок в общем спектре Перенос спектра частот каждого канала на свою частотную позицию осуществляется с помощью устройств преобразования — модуляторов в тракте передачи. В тракте приема из группового сигнала с помощью фильтров выделяется спектр частот (в котором расположен канал) и демодулируется (приводится к первоначальному виду)

При относительной простоте систем с ЧРК они имеют ряд недостатков:

  • низкая помехоустойчивость, т.к. не полностью используется мощность передающих устройств;
  • влияние переходных помех между каналами, т.к. абсолютное разделение каналов невозможно;
  • высокая требовательность к линейности характеристик трактов передачи и приема;
  • наличие ограничений на условия загрузки групповых трактов, т.к. общая загрузка суммируется из загрузок по каждому каналу.

Принцип построения аппаратуры с Временным Разделением Каналов. Метод ВРК более перспективный, т.к. он свободен от указанных недостатков метода с ЧРК. Он основан на том, что весь линейный тракт представляется поочередно каждому из каналов на некоторый промежуток времени. Первичные сигналы каждого канала в системе с ВРК могут быть либо дискретными, либо аналоговыми. Аналоговые сигналы при этом, прежде всего, подвергаются дискретизации по времени. Возможность передачи аналогового сигнала рядом дискретных значений обосновывается теоремой В.В.Котельникова, в которой доказывается: Любая непрерывная функция с ограниченным спектром частот от 0 до Fmax полностью определяется своими мгновенными значениями, отсчитанными через интервалы времени. Иначе говоря, частота следования импульсов, отображающих мгновенное значение сигнала должна быть: F >= 2Fmax . Формирование многоканального группового сигнала в системе с ВРК осуществляется путем поочередного представления своей временной позиции импульсам каждого канала (рис.39). При этом для определения порядка следования импульсов на приемной стороне необходим дополнительный импульс синхронизации, который формируется в передающей части аппаратуры и имеет отличительные признаки по отношению к канальным импульсам Системы передачи, в которых в качестве канальных сигналов используются цифровые сигналы, получили название цифровых систем передачи (ЦСП). Для передачи дискретных информационных сигналов не требуется аналого-цифровых преобразователей, а необходимо лишь согласовать скорости передачи сигналов. ЦСП с ВРК нашли широкое применение в системах спутниковой связи. Для передачи и приема различных сообщений (ТЛФ, ТЛГ, передачи данных и т.д.) их характеристики приводятся к единой дискретной форме и определенному стандарту. Это позволяет унифицировать устройства передачи и приема. Формирование группового потока осуществляется в два этапа. На первом этапе асинхронные высокоскоростные каналы (ВСК) и низкоскоростные каналы (НСК) поступают на индивидуальное оборудование (ИО ВСК, ИО НСК), где приводятся к номиналам первичных скоростей (преобразуются в синхронные потоки). На втором этапе НСК поступают на схемы объединения низкоскоростных потоков (СОНП) группового оборудования (ГО), где объединяются в высокоскоростной поток и далее поступают на схему объединения высокоскоростных потоков (СОВП) куда подаются ВСК. В результате объединения на выходе СОВП образуется групповой поток с определенной скоростью передачи. Сформированный групповой сигнал поступает на выходное устройство и далее передается корреспонденту. На приемной стороне в обратной последовательности происходит разделение группового сигнала на ВСК и НСК.

Читать еще:  Тест-драйв обновлённого Lexus RX: уйдите с маршрута

Современные многоканальные системы. Часть 2

Образование типовых каналов передачи обеспечивает система передачи, одной из составных частей которой является среда рас­пространения. Такой средой могут быть коаксиальные, симметрич­ные или оптические кабели, воздушные или радиолинии. Посколь­ку стоимость кабелей, воздушных и радиолиний в настоящее вре­мя значительна, то необходимо иметь возможность по одной физи­ческой цепи (стволу) одновременно и независимо передавать как можно больше сигналов, соответствующих разным сообщениям. Физическая цепь — это одна или две пары проводов, расположен­ных в кабеле или подвешенных на опорах (воздушная линия) и используемых для передачи сигналов электросвязи. Для радиоли­ний аналогичным понятием является ствол. Естественно, чем боль­ше сигналов будет одновременно передаваться, например, по од­ной кабельной цепи, тем эффективнее этот кабель будет исполь­зоваться. Совокупность технических средств, обеспечивающих од­новременную и независимую передачу N сигналов по одной физи­ческой цепи (по одному стволу), называется iV-канальной (много­канальной) системой передачи. В состав системы передачи, кроме среды распространения, входят также оконечные и промежуточ­ные станции.

Упрощенная структурная схема многоканальной системы пе­редачи приведена на рис. 1.1.

На передающей оконечной станции исходные индивидуальные сигналы , которые должны передаваться по типовым каналам, преобразуются устройства­ми— модуляторами в канальные сигналы . .В устройстве объединения УО канальные сигналы объ­единяются, образуя групповой сигнал . Промежуточные стан­ции ПМ обеспечивают увеличение дальности передачи сигналов. На приемной оконечной станции с помощью разделяющего устрой­ства РУ осуществляется выделение канальных сигналов из груп­пового сигнала, которые преобразуются устройствами — демоду­ляторами в исходные сигналы

Следует отметить, что исходный сигнал, получаемый на прием­ной станции, несколько отличается от аналогичного сигнала на пе­редаче. Причиной этих отличий являются искажения, вносимые каналом передачи, и помехи, воздействующие на сигнал. Жела­тельно, чтобы эти отличия не превышали допустимых.

Преобразование исходного сигнала на передающей оконечной станции необходимо для того, чтобы каждому канальному сигна­лу сообщить некоторые отличительные признаки, наличие которых позволит на приемной оконечной станции разделить сигналы по соответствующим приемникам.

При построении многоканальных систем передачи преимуще­ственно используются частотный и временной способы разделе­ния. При частотном способе разделения за каждым каналом в ли­нии передачи закрепляется определенный спектр частот. Поэтому преобразователи передающей оконечной станции должны сместить частотные полосы исходных сигналов в частотные полосы, кото­рые отводятся для передачи по тому или иному каналу. Это сме­щение может быть осуществлено с помощью амплитудной, частот­ной или фазовой модуляции. Несущие частоты надо выбирать та­кими, чтобы спектры частот канальных сигналов не перекрывались.

Упрощенная структурная схема многоканальной системы пере­дачи с частотным разделением каналов приведена на рис. 1.2. Ка­налы многоканальной системы передачи в основном используются для передачи однородных сигналов (например, телефонных), ча­стотные полосы которых можно считать совпадающими. Поэтому на рис. 1.2 полосы частот исходных сигналов приняты одинаковы­ми ( )

Исходные сигналы, поступающие в канал, модулируют несу­щие частоты , что осуществляется модуляторами , . . . Формирование канальных сигналов выполняют полосовые фильтры , которые подавляют вое побочные продук­ты модуляции, не нужные для передачи. Выделенные фильтрами канальные сигналы занимают соответственно полосы частот . Эти полосы частот не должны перекрывать­ся (рис. 1.3). Канальные сигналы объединяются и образуют груп­повой сигнал, полоса частот которого равна

Ширина полосы частот канальных сигналов Д/ в общем случае может отличаться от ширины полосы частот исходного сигнала

, а именно ‘. Желательно, чтобы , так как в этом случае при заданном числе каналов N ширина спектра груп­пового сигнала минимальна, что позволяет увеличить экономиче­скую эффективность системы передачи.

На приемной оконечной станции канальные сигналы выделяют­ся из группового сигнала при помощи полосовых канальных филь­тров . Для получения исходных сигналов канальные сигналы подаются на демодуляторы . Если несущие частоты на выходе модуляторов передающей оконечной станции будут подавлены, то на демодулятору кроме канальных сигналов должны быть поданы несущие частоты ( ). Фильтры ниж­них частот ФНЧ выделяют исходный сигнал, внося большое зату­хание в высокочастотные составляющие сигнала, появившиеся в процессе демодуляции.

Для полного разделения канальных сигналов необходимо, что­бы характеристики полосовых фильтров были иде­альными. Так как у реальных фильтров крутизна нарастания за­тухания ограничена, то между каналами могут возникнуть пере­ходные помехи. Для уменьшения их до допустимых значений ме­жду спектрами канальных сигналов вводятся защитные частотные интервалы (рис. 1.3). Например, при передаче разговорных сигналов защитный частотный интервал составляет 0,9 кГц.

При временном способе разделения каналов по цепи передают­ся периодические последовательности очень коротких импульсов, амплитуды которых равны величинам мгновенных значений ка­нальных сигналов.

Рис. 1.3

После импульса первого канала передается импульс второго, третьего и т. д. до последнего канала, после чего цикл передачи повторяется.

Достаточно просто временное разделение осуществляется, ес­ли по каналам передается последовательность импульсов. Интер­валы между двумя соседними импульсами одного и того же кана­ла используются для передачи импульсов других каналов.

При передаче по каналам непрерывных сигналов (например, речевых) последние необходимо подвергнуть дискретизации по времени.

В результате дискретизации, осуществляемой методом АИМ, непрерывные сигналы преобразуются в последовательности импульсов разной амплитуды. После этого временное разделение происходит так же, как и при передаче импульсных сигналов. В линию передачи сначала посылается импульс (отсчет непрерывно­го сигнала) первого канала, затем второго и т. д. до канала N, после чего опять передается импульс первого канала и процесс периодически повторяется.

Упрощенная структурная схема многоканальной системы пере­дачи с ВРК приведена на рис. 1.4. Исходные непрерывные сигна­лы каждого канала после ограничения спектра фильтром нижних частот поступают на ключи , осуществляющие дискрети зацию этих сигналов. Работой ключей управляет периодическая последовательность импульсов, вырабатываемая генераторным обо­рудованием ГОпер. Частота следования этих импульсов равна ча­стоте дискретизации, которая согласно теореме Котельникова должна быть не менее удвоенного значения наивысшей частоты спектра непрерывного сигнала , т. е. . Период следования канальных импульсов

Импульсные последовательности, управляющие работой элект­ронных ключей различных каналов, сдвинуты относительно друг друга на равные временные интервалы, величина которых опреде­ляется периодом следования канальных импульсов и числом каналов в системе. За каждый период происходит однократное замыкание ключей каждого канала. В момент замыкания ключа в линию передается мгновенное значение (отсчет) канального сигнала. Последовательности отсче­тов канальных сигналов образуют групповой АИМ-сигнал.

На приемной оконечной стан­ции разделение канальных сигналов осуществляется ключами Работой ключей управляет после­довательность импульсов, выраба­тываемая . Для того чтобы пе­редаваемый сигнал поступил в соот­ветствующий приемник, необходимо, чтобы электронные ключи переда­ющей и приемной станций работали синхронно и синфазно.

Рис. 1.4

С этой целью с передающей оконечной станции на приемную передается специаль­ный сигнал синхронизации СС, обес­печивающий согласованную во вре­мени работу ГО обеих станций. Вос­становление исходного (непрерывно­го) сигнала из последовательности амплитудно-модулированных импу­льсов (отсчетов этого сигнала) осу­ществляют фильтры нижних частот.

Литература :

Контрольные вопросы:

1. Назовите основные характеристики сигналов электросвязи.

2. Какие типы каналов организуются в СП?

3. Какие принципы разделения каналов используются в СП, их достоин­ства и недостатки?

4. Объясните упрощенную структурную схему многоканальной СП с ЧРК.

5. Объясните упрощенную структурную схему многоканальной СП с ВРК.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector