34.Мультиплексирование и множественный доступ. Инверсное мультиплексирование. Частотное мультиплексирование.

Под мультиплексированием будем понимать объединение нескольких меньших по емкости входных каналов связи в один канал большей емкости для передачи по одному выходному (или агрегатному) каналу связи. При реализации такого объединения телефонных каналов одной из основных задач является устранение взаимного влияния соседних каналов. В настоящее время широко используются три метода мультиплексирования:

• Мультиплексирование с пространственным разделением каналов

• мультиплексирование с частотным разделением каналов (частотное уплотнение);

• мультиплексирование с временным разделением каналов (временное уплотнение);

• мультиплексирование с разделением по длине волны (волновое уплотнение);

• кодовое разделение каналов.

Инверсное мультиплексирование:

Пространственное мультиплексирование (пространственное разделение каналов):

ЧРК – способ мультиплексирования, при котором разным каналам назначаются неперекрывающиеся частотные диапазоны. ЧРК часто используется для комбинирования сигналов перед окончальной модуляцией несущей. При стереовещании комбинируются сигналы двух каналов. В ТВ комбинируются сигналы яркости, цветности и аудио. В ADSL-связи комбинируются телефонный канал и восходящий и нисходящий каналы передачи данных. Функциональная схема системы многоканальной связи с ЧРК:

Сначала в соответствии с передаваемыми сообщениями первичные (индивидуальные) сигналы, имеющие энергетические спектры G₁(w), G₂(w), ..., G_N(w) модулируют поднесущие частоты w_K каждого канала. Эту операцию выполняют модуляторы М₁, М₂, ..., М_N канальных передатчиков. Полученные на выходе частотных фильтров Ф₁, Ф₂, ..., Ф_N спектры g_K(w) канальных сигналов занимают соответственно полосы частот D_w1, D_w2, ..., D_wN, которые в общем случае могут отличаться по ширине от спектров сообщений W₁, W₂, ..., W_N. При широкополосных видах модуляции, например, ЧМ ширина спектра D_wK» 2(b +1) W_K, т.е. в общем случае Dw³ W K. На приемном конце линейный сигнал поступает на групповой демодулятор (приемник П), который преобразует спектр линейного сигнала в спектр группового сигнала g_¢ (w). Спектр группового сигнала затем с помощью частотных фильтров Ф₁, Ф₂,...,Ф_N вновь разделяется на отдельные полосы D_wK, соответствующие отдельным каналам. Наконец, канальные демодуляторы Д преобразуют спектры сигналов g_K(w) в спектры сообщений G_¢ K(w), предназначенные получателям. Поскольку всякая реальная линия связи обладает ограниченной полосой пропускания, то при многоканальной передаче каждому отдельному каналу отводится определенная часть общей полосы пропускания. На приемной стороне одновременно действуют сигналы всех каналов, различающиеся положением их частотных спектров на шкале частот. Чтобы без взаимных помех разделить такие сигналы, приемные устройства должны содержать частотные фильтры. Каждый из фильтров ФK должен пропустить без ослабления лишь те частоты, которые принадлежат сигналу данного канала; частоты сигналов всех других каналов фильтр должен подавить. На практике это невыполнимо. Результатом являются взаимные помехи между каналами. Они возникают как за счет неполного сосредоточения энергии сигнала k-го канала в пределах заданной полосы частот DwK, так и за счет неидеальности реальных полосовых фильтров. В реальных условиях приходится учитывать также взаимные помехи нелинейного происхождения, например за счет нелинейности характеристик группового канала.Для снижения переходных помех до допустимого уровня приходится вводить защитные частотные интервалы DwЗАЩ .Стандарты CCITT рекомендует следующую систему группирования: 1.основная канальная группа (или первичная группа) (Group) – 12 стандартных телефонных каналов; 2. основная супергруппа (или вторичная группа) (Supergroup)– 5 канальных групп (т.е. 60 каналов); 3. мастергруппа (или третичная группа) (Mastergroup) – 5 супергрупп (т.е. 300 каналов), или 10 супергрупп (т.е. 600 каналов), или 16 супергрупп (т.е. 960 каналов). Различное число мастергрупп и супергрупп может быть использовано в процессе группирования, образуя мультимастергруппы (называемые четвертичными группами).