книги из ГПНТБ / Семенов Б.З. Теория средств связи и радиотехнического обеспечения учебное пособие

каналы связи. В последнем случае вместо одного получают несколь­ ко более узкополосных каналов. Уплотнение линии связи называется первичным уплотнением, а уплотнение канала связи - вторичным уп­ лотнением.

Многоканальные системы связи имеют существенные экономические преимущества перед одноканальныии. в проводной связи, например, организация М каналов по одной линии равноценна экономии (М-1) проводных линий. Целесообразно также построение многоканальных линий радиосвязи.

Передача нескольких независимых сообщений по одной и той же линии свяэи требует специальных устройств, позволяющих разделить сообщения в пункте приема и направить каждое из них соответст­ вующему получателю. Сигналы различных каналов можно разделить на приемной стороне, если они отличаются друг от друга по неко­ торому признаку. В зависимости от отличительного признака раз­ личают ряд методов разделения сигналов. Наибольшее практическое применение нашли два из них, - частотный и временной.

При частотном разделении каналов линия связи или уплотняемый канал связи используется всеми парами корреспондентов одновре­ менно. Сигналы каналов различаются своими спектрами. В пункте передачи (рис. 2.1) по числу каналов имеются генераторы разных частот и модуляторы. Генераторы называют генераторами индивидуаль­ ных каналов, а их частоты - частотами индивидуальных каналов.

При передаче сообщений на выходе каждого генератора образуют­ ся модулированные колебания. Для исключения взаимных (переходных)

- 42 -

помех между каналами спектры их колебаний не должны перекрываться. Поэтому разность между частотами генераторов, как видно из рис.2.2 при амплитудной модуляции должна быть больше удвоенной максималь­ ной модулирующей частоты.

боковая полоса частот, то эта разность может быть уменьшена в два раза. Частоты индивидуальных каналов относительно невелики (едини­ цы-десятки кгц), что облегчает разделение спектров в пункте приема. Спектры каналов затем суммируются и направляются в линию связи.

Роль суммирующего устройства в радиосвязи выполняет радиопередатчик, в проводной связи - генератор группового оборудования. Частоту гене­ ратора радиопередатчика по выполняемой ею роли по-прежнему называют несущей. Очевидно, сигнал в линии связи отличается от сигналов кана­ лов. Для того чтобы показать эту разницу, его называют линейным си­ гналом.

В пункте приема линейный сигнал выбирается из всех других сигна­ лов и помех, усиливается и поступает на систему фильтров, частотный фильтр каждого канала пропускает только спектр частот своего канала. Простейшим фильтром является одиночный колебательный контур. Разде­ ление сигналов посредством частотных фильтров называется частотным разделением.

Систему вещательных радиостанций для примера можно рассматривать как многоканальную систему с частотным разделением без суммирующе­ го устройства. Разделение производится путем настройки приемника на несущую частоту той или иной станции. При этом приемник как час­ тотный фильтр должен обеспечить необходимую полосу пропускания,что­ бы пропустить без заметных искажений весь спектр данной станции.

Пои временном разделении каналов линия связи используется всеми парами корреспондентов не одновременно, как при частотном разделе­ нии, а по очереди. Это обусловливает необходимость применения дис­ кретных (импульсных) сигналов. Согласно теореме В.А.Котельникова любой непрерывный сигнал с ограниченным спектром можно передавать при помощи последовательности импульсов, если выполняется условие (IJ). Длительность импульсов обычно невелика по сравнению с периодом их повторения. Следовательно, в промежутках импульсов одного канала можно разместить импульсы других каналов. Система многоканальной связи с временным разделением показана на рис. 2.3. Основу системы

- 44 -

составляю! два синфазно работающих коммутатора *• один на передаю­ щей стороне системы, второй - на приемной. Простейший коммутатор состоит из .неподвижных пластин (ламелей) и вращающейся щетки.

в линию связи или в импульсный модулятор с генератором радиоим­ пульсов. В приемном пункте импульсы подаются на щетку из избира­ тельного устройства, совмещенного с усилителями. Частоту следова­ ния импульсов в одном канале называют тактовой частотой. Для теле­

Синфазное вращение щеток коммутаторов обеспечивается с помощью синхронизирующих сигналов. Если синхронизирующий сигнал передается по одному .из каналов совместно с полезной информацией, то синхро­ низацию называют бестактовой. Когда для передачи синхронизирующего сигнала используется специальный канал, синхронизацию называют так­

товой.

На рис. 2.4 показаны сигналы в двухканальной системе связи с вре­ менным разделением, амплитудной модуляцией и тактовой синхронизацией. При тактовой частоте 8000 имп/сек щетка должна делать 8000 об/сек.

Неханические коммутаторы не могут обеспечить такую большую скорость переключения. Поэтому в действительности применяются электронные коммутаторы.

Системы временного разделения более просты и компактны по сравне­ нию с системами частотного разделения и в них меньше уровень пере­ ходных помех между каналами. Однако практически они не позволяют получить более 50 каналов из-за слокносЛ: синхронизации и трудности передачи очень коротких импульсов,- Системы с частотным разделением могут иметь несколько тысяч каналов.

Наряду о частотным и временным методами разделения сигналов су­ ществуют и другие: разделение сигналов по фазе, коду, уровню, фор­ ме и комбинационное разделение.

Комбинационное разделение применяется при многоканальной теле­ графии и в системах телеуправления. Пусть два канала работают двоич­ ными кодами с элементами: положительный импульс (+) и пауза (- ). При этом возможны четыре разные комбинации сигналов в обоих каналах:

- 45 -

Задача сводится к передаче четырех чисел, которыми нумеруются комбинации. Эти числа могут быть переданы различными способами (с любым кодом и модуляцией). Разделение сигналов, основанное на различии в комбинациях, составленных из сигналов разных каналов, называется комбинационным разделением. В системе двухканального

частотного телеграфирования (ДЧТ) для передачи четырех комбинаций используются четыре разные частоты, (рис. 2 .5 ). Разность между

ближайшими частотами ( / 2 ~ / { ~ / 3~ / 2 = / 4 ~ jfz ^ называется

частотой сдвига. В современных системах она составляет от десят­ ков герц до I кгц. В общем случае М-канальной системы при основа­ нии кода Т1 -потребуется передать линейный сигнал, состоящий из

J f = различных комбинаций. Для системы тоехканального частот­ ного телеграфирования потребовалось бы 2^=8 частот.

-46 -

§2. Классификация систем, видов и каналов связи

Для организации связи приценяются проводные, радио-, радиоре­ лейные, подвижные и сигнальные средства связи. С помощью этих средств создаются соответствующие системы связи, показанные на рис.2 .6 . На этой же рисунке даны условные обозначения линий связи.

Рис. 2.6

Простейшая система проводной связи состоит из оконечных уст­ ройств (ОУ), преобразующих сообщение в сигнал и обратно, и соеди­ няющей их проводной, кабельной или волноводной линии, по которой сигнал из пункта передачи поступает в пункт приема.

антенной, в пункте приема - радиоприемник (избирательные устрой­ ства-фильтры, усилители и демодулятор) с антенной. Передающая антенна служит для излучения электромагнитной энергии (радиоволн) в пространство, а приемная антенна - дня ее улавливания иэ про­ странства.

дающее и радиоприемное устройства составляют вместе приемо-пере­ дающую радиостанцию.

Система радиорелейной связи, иначе называемая радиорелейной линией, представляет собой цепочку приемо-передающих УКВ радио­ станций, расположенных таким образом, что между соседними стан­ циями обеспечивается надежная связь. Цепочка радиостанций служит для увеличения дальности связи на УКВ путец ретрансляции (приема и дальнейшей передачи) сигналов.

Крайние радиостанции называются оконечными, все остальные - промежуточными. Каждая оконечная станция для обеспечения двухсто­ ронней связи имеет по одному радиоприемному и радиопередающему устройству, а промежуточная станция - по два радиоприемных и ра­ диопередающих устройства. Передача и прием производятся на разных частотах, благодаря чему передатчик своим излучением не нарушает работу приемника.

Сигнал, передаваемый с оконечной станции, принимается приемни­ ком первой промежуточной станции, усиливается и воздействует на передатчик этой же станции. В результате восстанавливается мощ­ ность сигнала и изменяется его несущая частота. Новый сигнал пере­ дается на другую промежуточную станцию, затеи на следующую и т .д . до тех пор, пока он не будет принят оконечной станцией на другом конце линии. Такой же путь проходит сигнал в обратном направлении.

Название "радиорелейная связь" происходит га английского слова что означает "смена, ретрансляция". В данном случае

слабый сигнал с одной несущей частотой заменяется на промежуточной станции более сильным сигналом с другой несущей частотой.

Как правило, радиорелейная связь является многоканальной и направленной, т ,е . для излучения и приема радиоволн применяются антенны направленного действия.

Радиостанции, используемые для построения радиорелейной линии, называют радиорелейными станциями (Р Р С ) . в отличие от обычных радиостанций они имеют устройства уплотнения для обеспечения мно­ гоканальной связи.

Когда требуется увеличение количества каналов, в каждом пункте устанавливают несколько радиорелейных станций с различными несу-

щимн частотами. При этом несколько передатчиков (приемников) может подключаться к одной и той же антенне. Каждую цепочку станций в этом случае называют высокочастотным стволом.

Радиорелейные станции разделяются на станции прямой видимости,

та в другой одновременно используются средства проводной, радио- и радиорелейной связи.

Как указывалось ранее, система связи предназначена для передачи

связь, в свою очередь, разделяется на слуховую, буквопечатающую и фототелеграфную. При слуховой телеграфной связи применяется код Морзе: передача производится с помощью телеграфного ключа или трансмиттера (автоматического ключа), а прием - на слух. В случае

- 49 -

буквопечатающей телеграфной работы автоматически осуществляются кодирование, дешифрирование и печатание на бумажной ленте. Вместо печатания может производиться перфорация ленты, т .е . выбивание от­ верстий в определенных комбинациях. Передаваемое сообщение может быть также предварительно зафиксировано на перфорированной ленте.

фототелеграфная связь - это передача неподвижных изображений: схем, чертежей, рисунков, карт, фотоснимков и текста на любом языке.

Телекодовая связь применяется для обмена информацией между авто­ матизированными средствами управления; сигнально-кодовая - для пере­ дачи и приема вполне определенного набора команд, распоряжений и до­ несений; телевизионная - для передачи и приема подвижных и неподвиж­ ных объектов, изображений, участков местности и пространства.

При любом виде связи различают двухстороннюю и одностороннюю связь. Если каждый из пунктов имеет передатчик и приемник, то между ними возможна организация двухсторонней связи. Когда в одн.ом из пунктов имеется один элемент - передатчик или приемник, то передачу информации можно вести только в одну сторону - от передатчика к приемнику.

В зависимости от способа обмена информацией двухсторонняя связь разделяется на дуплексную и симплексную.

дуплексная связь характеризуется передачей информации одновре­ менно в обоих направлениях. В отличие от нее при симплексной связи прием и передача чередуются, т .е . одновременно передавать и прини­ мать информацию невозможно. Процесс перехода с передачи на прием и обратно при симплексной работе может автоматизироваться: либо пол­ ностью, когда передатчик автоматически включается в момент нажатия телеграфного ключа или начала разговора перед микрофоном, либо час­ тично, когда для включения передатчика требуется нажать нефиксирующуюся кнопку (тангенту). Автоматический или полуавтоматический симплекс называют полудуплексом. Симплексная работа, при которой приемная сторона может в любой момент прервать работу передаицей стороны, называется симплексом с перебоем.

Каналы связи наиболее удобно классифицировать по полосе пропус­ кания, виду используемых средств и возможному способу обмена ин­ формацией. Знание полосы пропускания позволяет судить о том, ка­ кой сигнал можно передать без изменения ширины его спектра по данному каналу, который выделяется на нужное время и обеспечивает