Класифікація систем передачі

План лекції

1. Сигнали в телекомунікаційних системах

2. Характеристика аналогових каналів зв'язку

3. Загальна характеристика систем багатоканального зв'язку

4. Лінійний тракт провідних систем передачі

5. Лінійний тракт із ЧтРК

6. Лінійний тракт ЦСП

7. Класифікація мереж зв'язку

1. Сигнали в телекомунікаційних системах

Інформація, яка передається по лініях передачі, подаєть­ся у вигляді електричних сигналів. Так, коли людина розмов­ляв по телефону, то звуки її мови в мікрофоні перетворюють­ся на електричні сигнали, що далі поширюються по лініях ш'язку до абонента, у якого в телефоні вони знову перетворю­ються в звуки. Реалізація такого електричного мовного сигна­лу зображена на рисунку 1.

На ділянці часу від 0 до t₀ по телефонній лінії протікає постШикк струм напругою U₀, після t₀ до t триває розмова, і струм амішое свою напругу U(t)

Рисунок 1 Приклад мовного електричного сигналу в телефонному каналі

Чоловічі та жіночі голоси відрізняються своїми частот­ними властивостями. У жінок вищий, середні частоти лежать близько 1.5...2.5 кГц, у чоловіків — близько 900 Гц... 1,5 кГц. Приклад спектрів чоловічого (а) та жіночого (б) голосів на частотній осі зображено на рисунку 2

Рисунок 2 Спектри чоловічого (а) та жіночого (б) голосового сигналу

Із рисунка 2 видно, що спектри обох голосів починають­ся з 250...300 Гц і сягають 3...4 кГц. Практика свідчить_гдцо для доброї розбірливості та розпізнавання того, кому ця мова належить, достатньо передавати по каналу зв'язку мовні сигна­ли в смузі від 300 Гц до 3,4 кГц (загальна смуга ЛУ = 3,1 кГц). Така смуга частот називається стандартною, а сам сигнал носить назву сигналу тональної частоти (ТЧ).

Розглянуті дві реалізації сигналу ТЧ в часовій (рис. 1) та в частотній (рис. 2) площинах є досить повним відтво­ренням цього сигналу, причому частотна і часова реалізації аналітично пов'язані між собою.

Аналітичне представлення електричного сигналу в часо­вій площині, який має струм I(t) та напругу U(t), визнача­ється потужністю

де напруга та струм пов'язані між собою законом Ома через опір R:

Напруга струму сигналу U(t) або його сила струму I(t) може змінюватись за часом.

Очевидно, що середнє значення напруги сигналів є U0/2

В частотній площині цей періодичний сигнал має спектр частот, амплітуди А_к якого змінюються відповідно до обвідної, що має вираз sin kw1 / kw2. Ця обвідна на рисунку 3 зобра­жена штрихами.

Рисунок 3 Зображення спектра періодичного сигналу в частотній площині

Як зображено на рисунку 3 амплітуди непарних гармо­нік А1, А3, А5, поступово зі збільшенням частоти монотон-но зменшуються та утворюють нескінченний ряд. Парні гар­моніки А2, А4, А6 всі дорівнюють нулю. Незважаючи на те, що ряд гармонік А_к нескінченний, на практиці обмежу­ються лише однією, трьома або п'ятьома першими гармоні­ками залежно від потреб з відтворення форми прямокутно­го імпульсу.

Групові сигнали. Мовні сигнали в смузі F = 0.3...3.4 кГц є індивідуальними. Коли цей сигнал перетворити в цифро­ву послідовність, наприклад в цифровий потік зі швидкіс­тю V - 64 кбіт/с, то він також буде індивідуальним. Проте на практиці використовують і групові сигнали, що складаються з кількох індивідуальних. Групові сигнали утворюються та­ким чином, щоб індивідуальні, з яких складаються ці групи, не заважали б Один одному, щоб їх можна було розділити. Найчастіше групові сигнали утворюють за принципом частот­ного розділення каналів (ЧтРК) та часового (ЧсРК).

На рисунку 3 зображено спектр групового сигналу, який утворено за принципом ЧтРК. Індивідуальні сигнали розмі­щуються на частотній осі ланцюжком. їх спектри розділя­ються частотним інтервалом Д/ , таким чином, між середні­ми частотами спектрів дистанція

Рисунок 4 Спектр групового сигналу, що утворений за принципом ЧтРК

Групові сигнали, що утворені за принципом ЧсРК, зоб­ражені на рисунку 5

Рисунок 5 Часова послідовність імпульсів групового сигналу, що утворена за принципом ЧсРК

Рисунок 6 Дискретизація аналогового сигналу S(t) послідовністю відліків 1, 2, 3...

Є й інші методи перетворення: імпульсно-кодова модуля­ція, Д-модуляція, кодування мовних сигналів — вокодер та ін.