Виртуальная несущая частота – «воображаемая» несущая частота, с помощью которой спектр исходного сигнала можно было бы переместить в другую область частот путем однократного преобразования (минуя все промежуточные ступени преобразования).

4.1.2. Рабочие диапазоны частот аналоговых систем передачи с ЧРК

При выборе диапазонов рабочих частот различных МСП следует исходить из ширины спектра используемой системы передачи и возможностей направляющей среды. В настоящее время на сети связи эксплуатируются аналоговые системы передачи на число каналов от трех до нескольких десятков тысяч.

Воздушные линии связи. Число каналов, которое можно организовать на воздушных линиях связи, незначительно, а надежность и качество этих каналов, как правило, не высоки. Воздушные линии связи в основном используются на местных и частично на зоновых сетях.

Затухание стальных воздушных цепей велико и оно очень быстро растет с частотой. При повышении влажности, и особенно при отложении изморози на проводах, затухание резко увеличивается. Сильное увеличение затухания наблюдается на частотах выше 30 кГц. Исходя из этого, стальные цепи используются в диапазоне частот до 30 кГц.

Затухание биметаллических и цепей из цветного металла значительно меньше, чем стальных цепей, поэтому воздушные биметаллические и медные цепи используются в диапазоне частот приблизительно до 150 кГц. В более высоком диапазоне частот начинают сказываться метеорологические условия и различные внешние помехи. Очень сильно на воздушных линиях проявляются переходные помехи от параллельно работающих цепей, поэтому на воздушных линиях связи используются двухполосные двухпроводные системы связи. Таким образом, на стальных цепях можно организовать три двухсторонних канала протяженностью ≈200 км. В российской провинции еще эксплуатируются многоканальные системы передачи В-3-3 и В-12 соответственно на 3 и на 12 каналов.

В системе передачи В-3-3 для передачи сигналов в одном направлении используется полоса частот от 4 до 16 кГц, а в обратном направлении – от 18 до 30 кГц.

139

На медных цепях всегда работают две системы В-3-3 и В-12. Это обусловлено тем, что при неблагоприятных условиях для В-12 хотя бы будет работать система передачи В-3-3.

Линии связи симметричного кабеля. Выбор диапазона рабочих частот симметричного кабеля определяется частотными характеристиками самого кабеля. Во-первых, в области частот ниже 12 кГц частотная зависимость входного сопротивления симметричных пар кабеля имеет очень резкие изменения, что усложняет согласование физических цепей с аппаратурой. Во-вторых, затухание кабеля в области нижних частот изменяется также очень резко, что усложняет коррекцию частотных характеристик кабеля. В-третьих, при использовании низкочастотного диапазона кабеля относительная полоса частот линейного сигнала становится чрезмерно большой, а это приводит к значительным трудностям при построении линейных усилителей. Этими причинами и объясняется выбор нижней частоты диапазона, равной 12 кГц.

Верхняя граница диапазона определяется допустимой защищенностью каналов, работающих по параллельным цепям. Свыше 250 кГц начинают сказываться переходные влияния между цепями, поэтому симметричные кабели используются в диапазоне 12–252 кГц (60-канальная система передачи). По отдельным парам симметричного кабеля могут работать системы передачи К-1020 в диапазоне частот более 4 МГц.

Линии связи коаксиального кабеля. Смещение спектра сигналов в коаксиальных кабелях в сторону нижних частот ограничивается по следующим причинам. На нижних частотах начинает сильно сказываться поверхностный эффект. Относительная полоса частот линейного спектра становится чрезмерно большой. По этой причине нижняя граница выбирается ≈ 60 кГц. Верхняя граница определяется типом используемой аппаратуры. Внешние помехи на коаксиальном кабеле сказываются незначительно, для уплотнения этих кабелей используется аппаратура двухполосной двухпроводной связи и аппаратура однополосной четырехпроводной связи.

Благодаря высокой защищенности коаксиального кабеля от внешних помех удается в одном кабеле обеспечить по двум трубкам работу двух однополосных систем передачи.

140

Рабочие диапазоны частот коаксиальных кабелей для однополос-

4.1.3. Линейный тракт аналоговых систем передачи

Линейный тракт содержит линейные усилители трактов передачи и приема оконечных станций, усилительные участки линии, промежуточные усилительные станции, переприемные станции по тональной частоте и переприемные станции по высокой частоте (рис. 4.7). Промежуточные усилительные станции предназначены для компенсации затухания усилительных участков линии. На кабельных магистралях большинство промежуточных усилительных пунктов – необслуживаемые (НУП), и только часть этих пунктов является обслуживаемыми усилительными пунктами (ОУП). Необслуживаемые усилительные пункты питаются дистанционно от ОУП.

– оконечная станция

– ОУП

– НУП

Рис. 4.7. Структура линейного тракта

Для поддержания диаграммы уровней в линейном тракте в заданных пределах и постоянства остаточного затухания каналов линейные усилители тракта приема оконечных станций снабжаются устройствами АРУ по контрольным частотам. В линейных трактах систем передачи по коаксиальным кабелям длина усилительных участков гораздо меньше, а число усилительных участков заметно больше, чем в системах передачи по симметричным кабелям. В связи с этим устройства АРУ по контрольным частотам в линейных трактах коаксиальных кабелей приходится ставить и на части НУП.

141

Станции с переприемом по ТЧ для многоканальной связи позволяют использовать необходимое число каналов для связи с оконечными или другими переприемными станциями. Станции с переприемом по ТЧ за счет дополнительной коррекции и регулировки в каждом канале дают возможность лучше выровнять их частотные характеристики и сделать одинаковыми остаточные затухания. Станции с переприемом по высокой частоте дают возможность выделить группы каналов в унифицированных трактах первичных, вторичных и третичных групп и передавать транзитом в этих же спектрах остальные стандартные группы, поэтому на таких станциях устанавливается лишь линейное оборудование и соответствующее групповое преобразовательное оборудование.

Структура линейных трактов систем передачи по воздушным линиям отличается тем, что необслуживаемые усилительные пункты

вэтих трактах применяются ограниченно, так как длина усилительных участков в них значительно больше, чем на кабельных магистралях. Кроме того, на воздушных магистралях из-за ограниченного числа каналов и сравнительно небольшого числа промежуточных усилительных пунктов

встанциях с переприемом по высокой частоте нет необходимости.

При нормировании допустимой мощности помех на выходе каналов, как и других электрических характеристик каналов, исходят из условия обеспечения высокого качества передачи при максимальной протяженности каналов как по государственной, так и по международной сетям связи. В связи с этим нормы в отношении допустимых помех в каналах зависят от протяженности магистрали. Для учета структуры и протяженности линейного тракта и магистрали в целом в соответствии с рекомендациями МСЭ нормирование помех производится для каналов эталонной (номинальной, гипотетической) цепи определенной протяженности и структуры. Протяженность гипотетической цепи кабельных, радиорелейных и воздушных линий из цветных металлов принята в 2500 км. Структура такой цепи для симметричных кабельных линий, а также радиорелейных линий с ЧРК при числе каналов от 12 до 60 предусматривает два переприема по тональной частоте и на каждом переприемном участке по ТЧ один переприем по 12-канальным группам (рис. 4.8, а). Гипотетическая цепь коаксиальных кабелей, используемых в спектре до 4 МГц, и радиорелейных линий с числом ка-

142

налов более 60, содержит три участка переприема по ТЧ, но на каждом из них предусматривается два ВЧ переприема: один по 12-канальным и второй по 60-канальным группам (рис. 4.8, б). При передаче по коаксиальным кабелям в спектре до 8,5 МГц каждый переприемный участок по ТЧ содержит один переприем по 60-канальной и один переприем по 300-канальной группе (рис. 4.8, в).

2500 км

2500 км

2500 км

2500 км

Рис. 4.8. Номинальные цепи канала ТЧ

Номинальная цепь канала ТЧ магистральной ВСС РФ имеет протяженность 12500 км и содержит пять переприемных участков по ТЧ протяженностью в 2500 км. Максимальное число транзитов по группам на одном переприемном участке по ТЧ не должно превышать девяти – по три переприема по ПГ, ВГ, ТГ или группам более высокого порядка (рис. 4.8, г).

143

Номинальная цепь канала ТЧ внутризоновой сети ВСС РФ имеет протяженность 1400 км и содержит не более двух транзитов по ТЧ и четырех транзитов по первичной и вторичной группам (рис. 4.8, д).

Для воздушных линий связи нормы на характеристики каналов по цветным цепям установлены на участок переприема по ТЧ протяженностью 2000 км, а по стальным цепям – на участок протяженностью 400 км.

Для номинальных (гипотетических) цепей кабельных и радиорелейных линий средняя в час наибольшей нагрузки псофометрическая мощность помех, отнесенная к ТНОУ, не должна превышать 10000 пВт, а для воздушных линий из цветного металла – 20000 пВт.

Указанным значениям мощности соответствуют защищенности от помех соответственно 50 и 47 дБ и псофометрические напряжения помех на выходе канала (в точке с относительным уровнем –7 дБ) 1,1 и 1,5 мВ. При общей дальности связи по каналам кабельных линий 12500 км мощность помех в ТНОУ составит 50000 пВт, что соответствует защищенности 43 дБ.

Из общей допустимой мощности помех на преобразовательное оборудование оконечных станций и аппаратуру переприемных станций отводится 2500 пВт. Если на гипотетической цепи предусмотрено три переприемных участка по ТЧ, на преобразовательное оборудование оконечной станции и аппаратуру станций с переприемом по ВЧ отводится 2500/3 = 833 пВт. Из них 333 пВт отводится на станцию с переприемом по ВЧ и 500 пВт на два комплекта аппаратуры оконечной станции. Таким образом, из общей допустимой мощности помех в каналах гипотетической цепи на помехи за счет линейного тракта отводится: для каналов кабельных и радиорелейных линий Pш.л = 7500 пВт и для каналов по цветным цепям воздушных линий Pш.л = 17500 пВт. При проектировании магистралей условно считают, что на 1 км линейного тракта кабельных цепей приходится мощность помех в 7500/2500 = 3 пВт. При протяженности линейного тракта L км допустимая псофометрическая мощность помех будет составлять 3L пВт.

При связи по подводным кабелям большой протяженности, в которой нет промежуточных транзитных пунктов с преобразователями частоты, многоканальный тракт проектируют исходя из нормы в 4 пВт на 1 км.

144