5. Виды линий и каналов

Сформированные импульсные сигналы можно предавать по различным физическим линиям (воздушные, кабельные) с помощью стандартных каналов тональной частоты, дискретных каналов, аналоговых и цифровых систем передачи.

Вид направляющей системы или канала определяется требуемой дальностью передачи и необходимой помехоустойчивостью. Помехоустойчивость зависит от вида дискретной модуляции.

Если применены однополюсная (ОПМ) или двухполюсная (ДМП) виды модуляции, то для передачи дискретных сигналов можно использовать только физические цепи: воздушные линии связи, пары жил городского телефонного кабеля, витые пары (категории 3,4,5 и пр.). Дальность передачи будет определяться параметрами линии (активное сопротивление, проводимость изоляции, индуктивность, емкость) и составит от нескольких сотен метров (100 – 200) до нескольких километров.

По физическим цепям можно передавать дискретные сигналы и с применением дискретной модуляции на переменном токе: АМ, ЧМ, ФМ и ОФМ и пр. При этих видах модуляции дискретные сигналы чаще передают по каналам тональной частоты (ТЧ), организованным по проводным, радиорелейным, радио и спутниковым линиям. Дальность связи при этом не ограничена.

Каналы передачи дискретной информации (ПДИ) могут быть коммутируемые и выделенные.

Рис. 14 Структурная схема коммутируемого канала.

На рис.14:

АП – абонентский пункт;

АЛ – абонентская линия;

КСТ – коммутационная станция;

СЛ – служебная линия.

Канал ПДИ создается из отдельных звеньев цепи с использованием коммутационных станций.

Рис. 15 Структурная схема выделенного канала «точка – точка»

Канал работает постоянно между двумя оконечными (абонентскими) пунктами.

Рис. 16 Структурная схема группового канала

Если в один и тот же канал включаются параллельно несколько оконечных (абонентских) пунктов, то такой канал называется многопунктовым (групповым, моноканалом).

Если в канал включается один источник и несколько получателей информации, то такой канал называют «точка-многоточка».

Для повышения пропускной способности линий на одной физической паре организуют несколько каналов, создавая многоканальные системы.

В многоканальных системах используют методы частотного разделения каналов (ЧРК) или временного разделения каналов (ВРК).

Методы разделения каналов ещё называют мультиплексированием.

И скажение формы импульса, проходящего по линии, зависит от времени нарастания фронта импульса:

где: t_н – время нарастания фронта импульса;

F – полоса пропускания линии (стальная линия связи допускает передачу частот до 30 КГц, медная линия связи пропускает частоты до 180 КГц);

1 10^{- 4}

Cu: F = 180 КГц; t _н = ---------------- = -------- = 2,7 х 10 ^{- 6} с = 2,7 мкс;

2 х 180000 36

1 10^{- 4}

Fe: F = 30 КГц; t _н = ---------------- = -------- = 16,7 х 10 ^{- 6} с = 16,7 мкс.

2 х 30000 6

Длительность самого короткого импульса не может быть меньше времени нарастания t_н , иначе импульс не успеет нарасти до полной амплитуды.

П оэтому

г де F_min - минимальная ширина полосы частот, откуда

О днако, на практике полосу частот для передачи импульсов выбирают примерно в 1,5 раза больше минимальной:

Рис. 17 Искажение формы импульса, проходящего по линии

Рис. 18 Построение сообщений с временным разделением импульсов

На рис. 18:

n – число импульсов;

Tз – время передачи сообщения;

t ₀ - длительность одного импульса;

F – полоса частот.

О бщая линия (или канал) связи телемеханической системы обладает определенной полосой частот пропускания, устанавливающей минимально допустимую длительность передаваемого импульса

г де: F – полоса частот;

_min - минимальная длительность импульса.

З а время допустимой задержки в передаче сообщений Tз можно обеспечить последовательную передачу n = 2 Тз F импульсов длительностью

при

При временном мультиплексировании общий канал предоставляется разным устройствам периодически в течение цикла работы распределителя один раз.

Рис. 19 Построение сообщений с частотным разделением импульсов.

При частотном мультиплексировании каждому устройству предоставляется своя полоса частот f в соответствии со скоростью передачи в границах допустимого частотного диапазона.

Учитывая неидеальность характеристик фильтров между рабочими полосами каналов, необходимо оставить частотную полосу расфильтровки.

При частотном разделении можно обеспечить одновременную передачу n частотно разделенных сигналов, длительностью Tз каждый.

Для оценки темпа передачи элементов сигнала вводят понятие скорость дискретной модуляции.

П од скоростью дискретной модуляции понимают количество элементарных импульсов передаваемых в секунду:

где: t₀ – длительность элементарного импульса;

В - скорость дискретной модуляции (бод).

Чем меньше длительность t₀ , тем большее их число можно передать за единицу времени.

Скорость передачи полезной информации определяется количеством информации, переданной за единицу времени и имеет размерность бит/с.

где: K – количество информационных импульсов в кодовой комбинации;

T_k = n t₀ – время передачи всей кодовой комбинации.

При двоичном кодировании и однократной модуляции каждый элементарный импульс несет один бит информации. В этом случае скорость передачи информации и скорость дискретной модуляции численно равны друг другу, т.е. В = .

В стандартном канале ТЧ (300 – 3400 Гц) можно вести передачу дисткретной информации при однократной модуляции со скоростью не более В = 2 *F:

1

В = 2*3400 = 6800 бод; t₀ = ------- = 147 мкс.

6800

Тема №2

Прохождение дискретных сигналов по линии.

План: