Проводные системы передачи

Проводные системы передачи ВСС РФ представляют собой сложный комплекс технических средств, позволяющих передавать по линиям связи все виды с ременной информации (Телефонной и видеотелефонной, телеграфной, программ звукового вещания и телевидения, цифровой информации для ЭВМ и др.).

К проводным относятся системы передачи по кабельным, воздушным, волноводным, оптическим линиям связи. Характерной особенностью систем передачи является организация каналов для передачи сигналов электросвязи заданном направлении с помощью различных направляющих систем, т. е. кабелей, проводов, волноводов, световодов.

Главное внимание уделим следующим вопросам:

Как классифицируются современные системы передачи?

Каковы общие принципы построения систем передачи с частотным и временным разделением каналов?

Какие системы передачи используются для организации сети ВСС РФ и каковы перспективы их развития?

Контрольные вопросы:

1. Каково назначение системы передачи ВСС РФ?

2. Какие системы относятся к проводным системам передачи и по каким признакам классифицируются?

3. Используя рис. 9 и 10, расскажите о назначении основных элементов системы передачи.

4. Расскажите, какие типовые каналы и групповые тракты образуются с помощью каналообразующей аппаратуры.

Общие сведения

Системы передачи ВСС РФ предназначены для соединения сетевых узлов и станций первичной сети и организации типовых каналов и групповых трактов. Система передачи ВСС РФ – это совокупность технических средств, состоящих из комплекса аппаратуры и среды распространения, обеспечивающая образование линейного тракта, типовых групповых трактов и каналов передачи первичной сети ВСС РФ.

Системы передачи применяемые в ВСС РФ, характеризуются разнообразием областей применения, видов передаваемых сообщений, принципов построения и другими.

Основные признаки, по которым чаще всего осуществляют классификацию, можно свести к следующим (рис.8):

место использования на сети ЕАСС (для магистральных, Зоновых и местных сетей);

число организуемых каналов ТЧ, т. е. емкость системы;

способ передачи сигналов электросвязи (частотное и временное разделение каналов);

среды распространения сигналов электросвязи – непрерывные направляющие среды (цепи, воздушных линий, кабели, волноводы, световоды);

открытые среды (радиолинии, радиорелейные линии, линии искусственных спутников Земли).

Система передачи состоит из комплекса оборудования, в состав которого входит:

аппаратура оконечных (ОП),

промежуточных обслуживаемых (ОУП),

полуобслуживаемых (ПОУП),

необслуживаемых (НУП),

питающих (ПНУП) пунктов и непрерывной направляющей среды (рис. 9)

Рисунок 8 – Классификация систем передачи

Рисунок 9 – Вариант построения системы передачи

Обобщенная структурная схема системы передачи приведен на рис. 10.

Рисунок 10 – Структурная схема системы передачи

Основными частями системы передачи являются каналообразующая аппаратура, аппаратура сопряжения и аппаратура линейного тракта.

Каналообразующая аппаратура (КА) обеспечивает образование типовых групповых трактов и каналов передачи.

Аппаратура сопряжения (АС) согласует по определенным параметрам каналообразующую аппаратуру с аппаратурой линейного тракта.

В состав линейного тракта входит:

оконечная приемопередающая аппаратура линейного тракта (ОАЛТ),

аппаратура промежуточных пунктов (АП),

непрерывная направляющая среда.

Промежуточные пункты необходимы для увеличения дальности связи. В зависимости от системы передачи они называются усилительным или регненерационными пунктами. Длинные линии могут содержать десятки и даже сотни промежуточных пунктов, расположенных на определенном расстоянии друг от друга (расстояние между НУП–1,5 ... 50 км, а между ОУП – 200 ... 240 км). Дальность действия системы передачи для магистральной связи составляет 12 500 км, а для зоновой – 600 км.

^ ТЕМА 4. РАДИОЛИНИИ И РАДИОСИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ

Радиосистема передачи ВСС РФ – это система передачи, в которой сигналы электросвязи передаются посредством радиоволн в открытом пространстве.

Радиоволны–это электромагнитные волны с частотами до 3-10¹² Гц, распространяющиеся в среде без искусственных направляющих систем. С учетом особенностей распространения радиоволны принято делить на диапазоны (табл. 2).

В развитие метода передачи информации средствами радиосвязи (электросвязи с помощью радиоволн) большой вклад внесли русские ученые.

Изобретатель радио Александр Степанович Попов 7 мая 1895 г. продемонстрировал построенный им грозоотметчик и передал первую в мире радиограмму на расстояние 250 м.

За минувшие десятилетия радиосвязь проделала огромный скачок в своем развитии и стала мощным рычагом технического прогресса во многих сферах человеческой деятельности.

Будет очень полезно, если при изучении данной темы студент уделит основное внимание следующим вопросам:

В какой форме следует представить сообщение, чтобы его можно было передать с помощью радиоволн?

Как влияют на распространение радиоволн Земля и земная атмосфера?

Каким образом замкнутый контур можно превратить в открытый – антенну?

С помощью, каких технических средств осуществляется радиосвязь?

Каковы общие принципы построения рассматриваемых систем передачи?

Таблица 2 –Диапазон распространения радиоволн

№ частоты	Наименование частоты	Диапазон частоты	Наименование волны	Диапазон волны
4	Сверхдлинные (СДВ)	3-30 к Гц	мириаметровые	100-10 км
5	Длинные (ДВ)	30-300 к Гц	километровые	10-1 км
6	Средние (СВ)	0,3-3 М Гц	гектометровые	1-0,1 км
7	Высокие (ВЧ)	3-30 МГц	декаметровые	100-10 м
8	Очень высокие (ОВЧ)	30-300 МГц	метровые	10-1 м
9	Ультравысокие (УВЧ)	0,3-3 Г Гц	дециметровые	1-0,1 м
10	Сверхвысокие (СВЧ)	3-30 Г Гц	сантиметровые	10-1 см
11	Крайне высокие (КВЧ)	30-300 Г Гц	миллиметровые	10-1 мм
12	Гипервысокие (ГПВ)	0,3-3 Т Гц	децимиллиметровые	1-0,1 мм

Ультракороткие волны (УКВ) объединяют диапазон с номерами 8-12.

^ СТРУКТУРНАЯ СХЕМА РАДИОСВЯЗИ

Простейшая схема радиосвязи представлена на рис. 11. Передаваемое сообщение поступает от источника информации в виде звука, буквенного текста, неподвижного изображения на преобразователь, где преобразуется в электрические сигналы низкой частоты. В зависимости от вида передаваемого сообщения преобразователем служит микрофон, передающий телеграфный или фототелеграфный аппарат и т. д. Далее сигнал поступает в радиопередатчик, где происходит процесс модуляции: сигнал высокой частоты, способный распространяться на большие расстояния, наделяется признаками, характеризующими полезное сообщение. Модулированные высокочастотные колебания (радиосигнал) подаются в передающую антенну и возбуждают в окружающем пространстве электромагнитные волны.

антенна

передающая

антенна

приемная

Рисунок 11 – Структурная схема радиосвязи

Пересекая приемную антенну, радиоволны наводят в ней переменную ЭДС, которая усиливается в приемнике и преобразуется в сигнал того вида, который был получен на выходе преобразователя информации в тракте передачи. Такое преобразование называется детектированием. Далее сигнал низкой частоты поступает в воспроизводящее устройство – громкоговоритель, буквопечатающий аппарат и т. д., после чего принятая информация поступает к получателю.

Комплекс технических средств, состоящий из передатчика, передающей и приемной антенн, среды распространения радиоволн и приемника, образует линию радиосвязи или радиолинию. Представленная на рис. 11 радиолиния обеспечивает одностороннюю передачу информации из пункта размещения передающей станции в пункт, где находится приемник. Односторонняя связь приемлема, например, в службах оповещения и метеорологии, при связи с подвижными объектами, по этому принципу организовано звуковое и телевизионное вещание.

Для оперативного обмена информацией между двумя пунктами используется двусторонняя радиосвязь, при которой возможен одновременный обмен информацией без переключения аппаратуры. Однако организация такой связи, требуя не менее двух рабочих частот (рис. 12).

Рисунок 12 – Система двусторонней радиосвязи

В настоящие время, несмотря на появление новых систем связи для передачи больших объемов информации (кабельных, радиорелейных спутниковых), коротковолновая радиосвязь не только не утратила своего значения, а напротив, совершенствуется, продолжает совершенствоваться составной частью ВСС РФ.

Малоканальные радиолинии декаметрового диапазона является незаменимыми и экономически эффективными при организации радиосвязи с малонаселенными и труднодоступными районами страны, подвижными объектами; межконтинентальной радиосвязи и резервных каналов связи в ВСС РФ.

Распространение коротких волн (KB) характеризуется быстрыми и медленными замираниями сигнала, а также радиоэхом. Дальность радиосвязи (а она может достигать сотен тысяч километров) зависит от времени суток и года. Кроме того, в диапазоне KB весьма значителен уровень взаимных радиопомех и помех атмосферного и промышленного происхождения. Поэтому для каждой радиолинии декаметрового диапазона составляется волновое (частотное) расписание, которое устанавливает оптимальные рабочие частоты (ОРЧ) для разного времени суток.

Наибольшая частота, которая в результате отражения от ионосферы может попасть в точку приема, называется максимально применимой частотой (МПЧ). Она зависит от высоты отражающего слоя и его электронной плотности. Естественно, что если частота KB передатчика превышает МПЧ, волна пронизывает ионосферу, не отразившись. Обычно ОРЧ составляет 0,85 МПЧ.

При понижении рабочей частоты увеличивается поглощение радиоволн ионосферой и уменьшается напряженность поля в месте приема при неизменной мощности радиопередатчика. Наименьшая частота, на которой при данной мощности KB передатчика условия приема являются минимально допустимыми, называется наименьшей применимой частотой (НПЧ).

Таким образом, нормальная работа декаметровой радиолинии возможна при выполнении условия: НПЧ<ОРЧ<МПЧ.

^ Схема магистральной радиосвязи.

Радиолинии декаметрового диапазона используются для передачи сигналов телеграфной, телефонной, факсимильной связи, передачи данных и реже для организации звукового вещания (главным образом, информационного характера для удаленных районов страны и зарубежных стран). Схемы KB радиосвязи отличаются большим разнообразием в зависимости от объема и вида передаваемой информации, поэтому рассмотрим принцип организации магистральной KB радиосвязи, пользуясь общей структурной схемой (рис.13).

Рисунок 13 – Структурная схема КВ магистральной связи

По мере необходимости на линии может быть организован один или несколько телефонных или телеграфных каналов. В данном случае канал KB магистральной связи составляют:

оконечная аппаратура телефонная (телеграфная), размещаемая сое соответственно на телеграфе (Тг) и междугородной телефонной ста) (МТС);

промежуточная аппаратура, размещаемая в радиобюро (РБ);

приемники и передатчики (Пр и Пер) с антенно-фидерными устройствами;

местные соединительные линии, связывающие оконечную и промежуточную аппаратуру с радиотехническими средствами;

среда, в которой происходит распространение радиоволн.

В зависимости от протяженности линии ДКМВ радиосвязи мощность передатчиков составляет 1 ... 5, 15 ... 20, 80 ... 100 кВт. Естественно, что вблизи таких передатчиков невозможно обеспечивающая нормальную работу приемного устройства, поскольку уровень помех, наводимых работающим передатчиком на входе приемника может превышать уровень полезного сигнала. По этой причине передатчики и приемники одного пункта разносят на большие расстояния, образуя самостоятельные объекты–передающие приемные радиоцентры. В состав радиоцентра могут входить на или несколько передающих или приемных радиостанций.

Передающая радиостанция представляет собой сложный комплекс технических средств, предназначенных для создания каналов передачи радиосвязи и радиовещания. Она размешается за пределами города, так как для установки направления антенн декаметрового диапазона (например, РГД) необходимо большие площади. Кроме того, такое удаление позволяет снизить помехи радиоприему. Широкое распространение на магистральных линиях радиосвязи получили однополосные многоканальные - передатчики «Пурга», «Молния», «Циклон».

Приемная радиостанция – это также сложный комплекс технических средств, предназначенных для приема радиосигналов передающей станции и передачи их в радиобюро. Приемная станция также размещается за городом на достаточном удаление от промышленных предприятий, высоковольтных линий и других объектов, создающих промышленные помехи. Приемники KB магистральной связи имеют универсальный тракт, позволяющий принимать сообщения различных видов. Они реализуются по супергетеродинной схеме, используя не менее двух преобразований частоты и высокую (40 ... 80 МГц) первую промежуточную частоту.

Последнее десятилетие характеризуется широким внедрением микропроцессоров в системы управления и контроля приёмного устройства. С помощью микропроцессоров в течение миллисекунд осуществляется настройка приемника на желательную станцию, изменение рода работы в соответствии с видом принимаемого сигнала, установка оптимального режима тракта, диагностика неисправностей и другие операции.

Профессиональными типовыми приемниками KB магистральной связи являются «Рябина», «Арена», «Призма» и др.

Согласованность работы всех звеньев KB линии магистральной связи обеспечивает радиобюро. Как видно из рис. 13, через радиобюро источники информации связываются с передатчиками, а потребители – с приемниками.

Радиобюро содержит аппаратуру преобразования сигналов, коммутации, контрольно-измерительную и служебной связи. Обмен сигналами между радиобюро, передающими и приемными радиостанциями, а также арендаторами радиоканалов осуществляется по соединительным линиям связи.

^ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

Назовите основные звенья магистральной KB радиолинии.

Укажите назначение передающей и приемной радиостанции, радиобюро.

Почему KB радиолинии не утратили своего значения в настоящее время?

Перечислите основные свойства радиоволн.

Расскажите о строении атмосферы, ионосферы.

Как влияет ионосфера на распространение радиоволн различных диапазонов?

Поясните принцип дальнего тропосферного распространения радиоволн.