книги / Многоканальная связь и РРЛ

низация и др.) не -отличаются от принципов построения ДСП по кабельным линиям, рассмотренных выше. Однако имеются, конеч­ но, и свои особенности.

Радиорелейные системы передачи с ИКМ. Организация циф­ ровых систем передачи по радиорелейным линиям связи возмож­ на путем:

построения новых цифровых радиорелейных систем передачи

дартных ступеней иерархии; использования существующих РРСП с ЧРК, по стволам кото­

рых передается только цифровая информация или создания сме­ шанных цифроаналоговых трактов, по которым одновременно пе­ редается цифровая и аналоговая информации.'

Достоинством второго способа является возможность приме­ нения существующих РРСП с ЧРК для -передачи группового, сиг­ нала ДСП. Однако этот способ не позволяет реализовать все перечисленные выше достоинства ДСП и может рассматриваться только -как временный, поэтому описывать его не будем. ’

Функциональная схема РРСП с ИКМ показана на рис. 7.37. Оконечная станция такой радиорелейной системы передачи со­ стоит из оконечной станции, которая используется в ДСП ’по ка­ бельным линиям (см. §§ 7.1 и 7.3), и специализированной оконеч­

ной радиорелейной станции (ОРС). Оконечная станция ДСП по кабельным линиям может быть конструктивно объединена с OPQ но может находиться'в отдельном помещении. В последнем слу­ чае цифровой сигнал, сформированный в ОЛТ, передается по ка­ бельной соединительной цепи на ОРС. Именно этот случай й по­ казан на рис. 7.37. В зависимости от длины кабельной соедини­ тельной линии линейный тракт может содержать регенераторы или нет.

Входным устройством ОРС является согласующее устройство (СУ), в котором осуществляется регенерация принятого цифро­ вого сигнала и преобразование его в вид, удобный для передачи

по радиотракту. Как правило, это преобразование сводится к за­ мене квазитроичного двухполярного сигнала, у которого длитель­ ность импульсов Гп=0,5ГТ,. двоичным однополярным сигналом, у которого длительность импульсов 7\, = 7V Дело в том, что в. даль­ нейшем для того, чтобы получить СВЧ сигнал, пригодный для из­ лучения, импульсный сигнал ЦСП модулируется (точнее мани­ пулируется) в СВЧ сигнал. При этом возможны различные соче­ тания методов модуляции: ИКМ с AM, ИКМ с ЧМ, И КМ с ФМ

идр. Спектр сигналов типа АМ,- ФМ и ЧМ содержит две боковые

инесущую. С помощью несущей легко передается постоянная со­ ставляющая двоичного' сигнала и надобность в баласных кодах отпадает. Вместе с тем концентрация энергии двоичного сигнала вблизи нулевых частот спектра оказывается теперь весьма полез­

и уменьшения ее на краях полосы частот, где сильны искажения, вносимые полосовыми фильтрами (ПФ). Применение манипуляции позволяет существенно упростить передатчик и повысить надеж­ ность его работы.

Полоса частот цифровых сигналов значительно шире аналого­ вых той же информативности. Поэтому при разработке цифровых РРСП рассматриваются также и такие методы манипуляции, ко­ торые позволяют сократить излучаемую полосу частот. Это раз­ личные способы двухкратной и трехкратной Ф1М или ЧМ, широко

данных (они изучаются в курсах теории передачи сигналов и пе­ редачи дискретной информации). В цифровой радиорелейной ап­ паратуре «Радан» применяется ИКМ с ЧМ.

Формирование СВЧ сигнала -может осуществляться двумя спо­ собами: путем' непосредственной манипуляции колебаний, созда­

ствола усиливается УСВЧ, ограничивается по полосе частот ПФ

ния. Полоса частот данного ствола выделяется ПФ, предвари­ тельно усиливается УСВЧ, преобразуется в промежуточную ча­ стоту преобразователем П, на которой осуществляется основное усиление сигнала с помощью УПЧ. Затем сигнал демодулируется (при частотной манипуляции с помощью частотного детектора) и через согласующие устройства СУ и соединительный кабель по­ дается к оконечной станции ЦСП. На трассах большой протя­ женности устанавливают промежуточную станцию ПРС, отличи­ тельной особенностью которой является использование регенера­ тора Р, уменьшающего накопление помех и искажений на магист­ рали (рис. 7.37).

Цифровые РРСП стали появляться после того, как уже были разработаны и широко эксплуатировались аналоговые РРСП, ра­ ботающие в основном в дециметровом диапазоне частот. По этой причине, а также потому, что цифровые методы передачи тре­ буют более широкой полосы частот, РРСП с ИКМ отведен сан­ тиметровый участок (выше 10 ГГц). Худшие условия распростра­ нения сигнала в этом диапазоне частот, вызванные влиянием ат­ мосферных осадков на ослабление сигнала, компенсируются уменьшением длины участка регенерации до 20—25 км (вместо 50 км). При. этом количество ПРС может увеличиваться. Однако из-за медленного накопления помех, это практически не сказы­ вается на качестве связи в целом.

Цифровые системы передачи по ВОЛ С. Появление оптических кабелей из стекловолокна является новым этапом развития мно­ гоканальных цифровых систем передачи. Такие неоспоримые до­ стоинства этих цепей как широкополоснОсть, малое потребление меди (только для передачи тока дистанционного питания) и дру­ гие делают разработку систем передачи для волоконных оптиче­ ских линий связи (ВОЛС) весьма перспективной.

На структурной схеме рис. 7.38 показано, что строятся такие ЦСП по ВОЛС с использованием типовых оконечных станций ЦСП

(ОС ЦСП). Для преобразования электрических колебаний в све­ товые на передаче и обратного преобразования на приеме приме­ няются соответствующие оптические преобразователи (ОПпер и ОПпр).'Промежуточная станция ПС подержит регенератор Р с аналогичными оптическими преобразователями. Поэтому особен­ ности ЦСП по ВОЛС относятся только к линейному тракту и оп­ ределяются особенностями среды распространения и оптических преобразователей.

В оптическом преобразователе передатчика ОПпер в качестве модулируемого источника света используются светодиоды или ла­ зерный диод. Обратное преобразование в ОППр осуществляется фотодетектором. Амплитудные характеристики оптических преоб­ разователей существенно нелинейны. Поэтому .аналоговые много­ канальные системы могут быть построены только с использова­ нием принципа ВРК (например, метода УПВМ, описанного в '§ 6.2). Лучшими характеристиками обладают цифровые системы передачи. Поэтому в настоящее время по ВОЛС работают ЦСП. Волоконные оптические .линии связи широкополосны. При исполь­ зовании некогерентных источников света (светодиодов)- ширина полосы пропускания тракта: составляет 50—80 МГц, использова­ ние когерентных источников света (лазерных диодов) увеличи­ вает полосу пропускания до 3 ГГц. Однако использовать эти по­ лосы пропускания полностью для передачи цифровых сигналов не удается из-за дисперсионных (т. ё. фазочастотиых) искажений ка­

беля, зависящих к тому же от температурных изменений. Поэто­ му в высокоэффективных цифровых линейных трактах регенерато­ ры должныобязательно содержать сложные устройства автома­ тической коррекции искажений по принимаемому сигналу. Суще­ ствует мнение, что большая нелинейность тракта делает, нецеле­ сообразным применение многоуровневых кодов, далее троичных, так как это усложняет и ухудшает селекцию таких сигналов. По­ этому для передачи по линейным трактам ЦСП по ВОЛС в на­ стоящее время рекомендуют использовать двоичные коды. Чтобы сохранить избыточность цифрового сигнала в линии передачи, ана­ логичную квазитроичному коду, двоичный сигнал формируют с по­ мощью блочного кода типа 1Т-2В (табл. 7.7). Использование двухразрядного двоичного сигнала в линии передачи увеличивает полосу передачи цифрового сигнала в два раза,'т. е.

нения этой постоянной составляющей, что позволяет просто вос­ становить ее на приеме по измеренному значению перепада им­ пульсного сигнала.

В заключение отметим, что при конкретном проектировании линейных трактов ЦСП по ВОЛС необходимо учитывать новые составляющие помех, обусловленные принципом работы оптиче­ ских преобразователей (дробовый шум фотодетектор а, шум темневого тока фотодетектора и др.).

7.7. Шумы в канале систем передачи с ИКМ

Шумы канала цифровой кабельной .системы передачи обуслов­ лены действием большого количества факторов. Мощность сум­ марных помех 7 ,ш .к = Р ш .о .с+ Р ш .л .тр , где Рщ .о.с — мощность шумов оконечных станций; Рш.л.тр — мощность шумов © .канале, обус­

ют за счет ошибок в линейном тракте, которые приводят к ошиб­ кам декодирования, а значит, неправильному восстановлению пе­ редаваемого сигнала; Ршф— мощность шумов, вызванных дрожа­ нием фазы тактовых импульсов за счет неточной работы блока выделителя тактовых импульсов (ВТИ). Дрожание фазы такто­ вых импульсов можно рассматривать как паразитную фазовую модуляцию импульсов, управляющих ключами при временном раз­ делении каналов. Такая паразитная модуляция, сдвигая управляю­

щие импульсы во времени, приводит к взаимным влияниям между каналами.

Линейные тракты современных ЦСП рассчитываются таким об­ разом, что •Рш.л.тр<СРш.о.с, и поэтому шумами линейного тракта можно пренебречь. Для оконечной станции Рш.о.с определяется 'шумами квантования Рш.кв, шумами ограничения Рш.огр и шума­ ми незанятого канала (шумами молчания) Рш.м. Здесь Рш.огр об­ условлены выбросами передаваемого сигнала за порог ограниче­ ния амплитудной характеристики канала. При используемых уров­ нях ограничения, а также, если применяется неравномерное кван­ тование, шумами ограничения и молчания можно пренебречь по сравнению с шумами квантования. Поэтому при упрощенных рас­ четах полагают, что

Мощность шумов квантования и защищенность от шумов кванто­ вания можно определить, воспользовавшись (7.15) н (7.16).

7.8. Краткие характеристики ЦСП с ИКМ

Общие сведения. Современные ЦСП с ИКМ предназначены для использования на местных, внутризоновых и магистральных сетях. Для работы на местных сетях предназначены ЦСП ИКМ-30

ИКМ-15.

Цифровые системы передачи высших порядков образуются на базе ЦСП низших порядков, и их каналообразующее и группо­ образующее оборудование является' унифицированным.

ЦСП ИКМ-30. Первичная ЦСП ИКМ-30 используется для ор­ ганизации соединительных линий между АТС, АТС и МТС. Си­ стема работает по парам симметричных кабелей типа Т и ТПП с жилами диаметром 0,5—0,7 мм. Линейный тракт может быть образован по двум или одному кабелю, но в последнем случае необходим специальный отбор пар по величине переходного за­ тухания. Аппаратура ИКМ-30 используется также в качестве ка­ налообразующего оборудования дляЦСП более высоких поряд­

ков.

В зависимости от типа кабеля и диаметра жил длина участка регенерации составляет 1,5—2,7 км, а протяженность переприемного участка по ТЧ — 50-^86 км. Максимальное расстояние между обслуживаемыми регенерационными пунктами 25—43 км.

Аппаратура позволяет организовать 30 каналов ТЧ, до девяти

передаче телефонных сигналов и сигналов дискретной информа­ ции составляет 8 кГц, а" при передаче сигналов звукового веща­ ния— 32 кГц. В системе применяется восьмиразрядное нелиней­

ное кодирование, закон компандирования — квазилогарифмический с А = 87,6/13. Цифровой линейной сигнал является квазитроичным с чередованием полярности импульсов.

• Передача сигналов управления и взаимодействия (СУВ) осу­ ществляется с помощью согласующих устройств, преобразующих их в последовательности импульсов частотой 500 Гд.

Цикл передачи системы ИКМ-30 (рис. 7.39) содержит 32 ка­ нальных интервала (КИ). Каждый КИ разделен на восемь рав­ ных интервалов времени, в течение которых передаются разряды

п • п п ° п * п

Р и с . 7.39

кода. Совокупность шестнадцати циклов образует сверхцикл. В те­ чение этих 16 циклов «передаются СУВ 30 телефонных каналов. Циклы в сверхцикле нумеруются Ц0, Ць ..., Ц 15. Канальные ин­ тервалы в цикле нумеруются КИ0, КИЬ ..., КИ31. Отсчет циклов в сверхцикле начинается с цикла, содержащего сигнал сверхцикловой синхронизации (СЦС), а канальных интервалов — с интер­

Разряд Р6КИ16 цикла Цо используется для передачи сигнала аварии в случае потери СЦС. Сигнал аварии о потере ЦС пере­ дается в РзКИ0 нечетных циклов. Разряд PiKH0 во всех циклах

ЗКПАП-1Х4, 'МКСА-1Х4, МКСБ-4Х4, МКСАП-4Х4, МКСБ-7Х4 и МКСПП-4Х4. Линейный тракт системы организуется путем ис­ пользования двух кабелей, а требуемая дальность связи 600 Kta, определяемая максимально возможной протяженностью внутризо­

частоты дискретизации на качество передачи спектр 312—552 кГц транспонируется -в спектр 12—252 кГц и затем подвергается: дис­ кретизации с частотой 512 кГц. Скорость ЦП при этом будет равна 6144 кбит/с. Этот ЦП в устройствеобъединения объединяется с сигналом цикловой синхронизации. Объединенный ЦП затем раз­ деляется на три потока, каждый со скоростью 2048 кбит/с, кото­ рые синхронно и синфазно вводятся в оборудование ВВГ. На чет­ вертый вход этого оборудования асинхронно или синхронно по­ дается первичный ЦП, сформированный в ИКМ-30.

Оборудование приемной станции осуществляет цифроаналого­

пульсные позиции с 9 по 264 в первых трех группах занимают ин­ формационные символы объединяемых потоков. На ИП1-8 пер­ вой группы передается сигнал цикловой синхронизации (синхро­ группа вида 10111000). На ИП1_4 второй группы передаются пер­ вые символы команд согласования скорости, а на ИПб-в — сигна­ лы служебной связи. Импульсные позиции 1—4 третьей группы

волы команд согласования скорости, а 5—8 — информационные символы при отрицательном согласовании скорости. Так как пе­ редача информационных символов на этих позициях осуществля­ ется не постоянно и максимальный темп согласования скоростей почти в 80 раз меньше частоты следования циклов, то на этих же позициях (ИПб-з) в одном из каждых двух циклов' передается ин­ формация о знаке согласования скорости, а в других циклах на ИПб-б—сигналы аварии и вызов по служебной связи. Импульс­ ные позиции 9—12 занимают либо символы объединяемых пото­ ков, либо символы положительного согласования скорости, а ИП13-264 четвертой группы отводятся для передачи симводов объ­ единяемых потоков.

Структура цикла передачи, формируемого в АЦО-ЧРКВ, име­ ет следующий вид. В первом потоке передаются символы первых четырех разрядов передаваемых кодовых групп, во втором— сим­

Система передачи ИКМ-480. Настоящая система предназначе­ на для работы по малогабаритному коаксиальному кабелю типа МКТС-4 и МКТА-4 с жилами диаметром 1,2/4,6 мм. Линейный

тракт организуется путем использования одного кабеля по четы­ рехпроводной схеме. При работе системы на внутризоновой сети максимальная протяженность линейного тракта составляет 600 км. Аппаратура ИК'М-480 может быть исподьзована -на магистраль­ ной сети, тогда максимальная протяженность линейного тракта составляет 2500 км. Указанная протяженность обеспечивается при­ менением НРП, ОРП и ОРП с ответвлением цифровых трактов.

.Номинальная длина регенерационного участка составляет 3 км, расстояние между ОРП — 200 км.

Аппаратура ИК1М-480 позволяет организовать 480 телефонных каналов. Скорость передачи ГП составляет 34368 кбит/с. Кроме того, можно организовать четыре канала для передачи дискретной информации со скоростью 16 кбит/с и канал цифровой служебной связи с использованием ДМ со скоростью передачи 32 кбит/с. Предусмотрено АЦП третичной стандартной группы (812—> 2044 кГц). В этом случае в ГП со скоростью 34368 кбит/с можно передать сигналы только 420 каналов.

Формирование группового потока при передаче сигналов 480 каналов осуществляется путем асинхронного или синхронного объ­ единения четырех вторичных цифровых потоков (ВЦП) со скоро­ стью передачи символов 8448кбит/с. Это объединение осущест­ вляется в оборудовании третичного временного группообразования (ТВГ), структурная схема которого приведена на рис. 7.41.

Передающее оборудование

Рис. 7.41

В устройстве вторичного стыка (ВС) биполярный код преобразу­ ется в униполярный, выделяется тактовая частота 8448 кГц и код КВП-3 декодируется. В устройствах асинхронного сопряжения (АС) объединяемые цифровые потоки синхронизируются путем записи входных сигналов со скоростью 8448 кбит/с в запоминаю­ щее устройство и считывания с частотой, кратной тактовой ча-

стоте следования группового сигнала (8592 кГц). Кроме того, в устройствах АС контролируются временные интервалы между им­ пульсными позициями (ИП) записи и считывания в ячейках па­ мяти, осуществляется ввод символов согласования скоростей, пе­ редача команд согласования скоростей и информации об измене­

объединение четырех потоков в ГП со скоростью 34368 кбит/с, ввод синхросигнала, сигналов служебной и дискретной информа­ ций, а также скремблирование группового сигнала. В устройстве третичного стыка (ТС) осуществляется' преобразование группо­ вого цифрового сигнала из двоичного кода в линейный квазитроичный код КВП-3. Генераторное оборудование (ГО и ГЗ) управ­ ляет работой всех устройств.

В устройствах приемной станции происходит обратное преоб­ разование, в результате которого восстанавливается первоначаль­ ная скорость переданного ВЦП.

Аналого-цифровое преобразование сигнала третичной стандарт­ ной группы осуществляется в оборудовании АЦО-ЧРКТ. Струк­ турная схема этого оборудования аналогична структурной схеме АЦО-ЧРКВ. Ддя уменьшения скорости цифрового сигнала спектр частот третичной стандартной группы (812—2044 кГц) транспо­ нируется в спектр 12—1244 кГц. Транспонируемый сигнал под­ вергается дискретизации с частотой 2520 кГц. Скорость ЦП рав­ на 25324 кбит/с. Этот ЦП в схеме разделения разделяется на три ЦП со скоростью 8448 кбит/с каждый. Последние синхронно и синфазно вводятся в оборудование ТВГ, на четвертый вход ко­ торого аойнхронно или синхронно подается ВЦП, сформирован­ ный в ИКМ-120.

В приемном оборудовании АЦО-ЧРКТ осуществляется цифроаналоговое преобразование сигналов третичной группы.

Кодирование в ИКМ-480 нелинейное, характеристика компан­ дирования А—5,4/5. Для передачи . информационного сигнала ис­ пользуется 10-разрядный код, 11 й 12-й разряды отводятся для передачи сигналов цикловой синхронизации и аварийного.

Цикл передачи в оборудовании ТВГ содержит три следующих друг за другом субцикла ( С Ц о , С Ц 1 и С Ц г ) . Частота следования циклов 16 кГц. Каждый цикл содержит 2148 импульсных позиций