сигнала содержит спектр исходного первичного сигнала si (t) . Значит,

первичный сигнал легко выделить с помощью фильтра нижних частот (ФНЧ). Такие фильтры включаются в каждый канал и выполняют роль демодуляторов. При этом тактовая частота (называемая частотой дискретизации f Д )

импульсных последовательностей – переносчиков – должна быть не ниже удвоенной высшей частоты спектра первичного сигнала, т.е. f Д ≥ 2FВ , иначе

не возможно будет выделить с помощью фильтра первичный сигнал. Этот же результат вытекает из теоремы В.А. Котельникова, в соответствии с которой частоту следования импульсов необходимо выбирать не меньше удвоенной граничной частоты FВ спектра сигнала s(t) . Чтобы спектр передаваемых

сигналов si (t) был ограничен, в каждом канале на передаче ставят фильтр нижних частот.

Рис. 7.9. Временные диаграммы и спектры первичного сигнала (а), несущего колебания (б) и канального АИМ сигнала (в)

7.6. Цифровые системы передачи

Системы передачи, использующие АИМ-сигналы, несмотря на сравнительную простоту реализации не получили практического применения. Это связано с тем, что АИМ-сигналы весьма чувствительны к влиянию помех, так как любые помехи в каналах связи изменяют амплитуду импульсов, являющуюся информационным параметром сигнала.

Широкое применение на практике находят системы передачи ВРК, получившие название систем с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ) (рис. 7.10).

Дополнительными элементами в системах с ИКМ являются кодирующие (КУ) и декодирующие (ДКУ) устройства. В кодирующем устройстве групповой АИМ-сигнал подвергается квантованию и кодированию, в результате чего преобразуется в групповой ИКМ-сигнал. В декодирующем устройстве ИКМсигнал обратно превращается обратно в групповой АИМ-сигнал.

92

Квантование вносит определенные искажения в передаваемый сигнал, называемые погрешностью квантования. Погрешность тем меньше, чем меньше разность ∆ между двумя соседними разрешенными значениями амплитуд, называемая шагом квантования. Следовательно, число разрешенных значений амплитуд должно быть возможно больше. В современных системах ИКМ оно равно 256 (напр., для передачи телефонных сигналов).

Операция кодирования заключается в замене новых (квантованных) значений амплитуд соответствующим двоичным числом – кодовой комбинацией. На рисунке такими комбинациями являются трехзначные двоичные числа, являющиеся порядковыми номерами значений амплитуд. Таким образом, амплитуда импульсов, являющаяся информационным параметром, заменяется кодовыми комбинациями, состоящими из 1 и 0. На выходе кодирующего устройства кодовые комбинации преобразуются в комбинации двоичных импульсов. При этом элементы комбинации 1 превращаются обычно в токовые импульсы, а 0 – в бестоковые. В результате преобразования на выходе кодирующего устройства получается ИКМ-сигнал, показанный на рис. 7.11,в. Такой сигнал называется цифровым (см. также раздел 5 этого пособия и рис. 5.3,в и 5.4,б). На приемном пункте сигналы поступают в декодирующее устройство, которое производит преобразование ИКМ-сигнала обратно в групповой АИМ-сигнал.

Таким образом, передаваемые по каналу связи ИКМ-сигналы обладают более высокой помехоустойчивостью, так как представляют собой простейшие двоичные сигналы, параметры которых легко восстанавливаются с помощью специальных устройств – регенератов, размещенных вдоль трассы и на приемном пункте.

Системы передачи, использующие ИКМ-сигналы, называются системами передачи ИКМ, или цифровыми. Цифровые системы передачи ЦСП обладают по сравнению с системами с ЧРК рядом преимуществ, основными из которых являются высокое качество передачи сигналов и практически неограниченная дальность передачи сигналов.

7.7. Временное группообразование в цифровых системах передачи

Промышленность выпускает несколько модификаций ЦСП. Независимо от модификации системы имеют общие принципы построения и используют ИКМ-сигналы. В основе их построения лежат первичные системы ИКМ, являющиеся ЦСП первой ступени.

На рис. 7.12 приведена структурная схема ЦСП первой ступени. Основными элементам ее оборудования являются: оконечное, линейное и промежуточное оборудование. Оконечное оборудование устанавливается на станциях или узловых пунктах сетей электросвязи и состоит из аналогоцифрового оборудования АЦО, устройства временного группообразования ВГ и оконечной аппаратуры линейного тракта ОАЛТ.

94

Промежуточное оборудование системы включает в себя аппаратуру, обеспечивающую регенерацию и усиление групповых ИКМ-сигналов. Комплекты этой аппаратуры устанавливаются вдоль трассы линий связи с определенным интервалом. Места установки промежуточного оборудования называются регенерационными пунктами, которые бывают необслуживаемыми НРП и обслуживаемыми ОРП. Контроль за работой аппаратуры этих пунктов, а также их дистанционное питание обеспечивает оборудование линейного тракта, входящее в состав оконечного оборудования.

Цифровые системы передачи первой ступени производят дискретизацию, квантование, кодирование и объединение 30 индивидуальных телефонных

комбинаций. Кроме этого в каждом цикле 2 канала отводятся для передачи специальных импульсных сигналов, предназначенных для фазирования работы передающих и приемных АЦО. Поэтому цикл содержит N =32 одинаковых по длительности канальных интервала Tк, в каждом из которых передаются по

восемь двоичных импульсов. Таким образом, за цикл (125 мкс) в линию передается 32 8 = 256 импульсов со скоростью

C32 = f Д log2 M N =C1 N =8 8 32 = 2048 кбит/с,

где C1 = f Д m =8 8 =64 кбит/с – скорость цифрового потока при

передаче одного телефонного сигнала.

Принцип построения ЦСП показан на рис. 7.13. Как видно из рисунка, комплект оконечной аппаратуры первой ступени (система ИКМ-30) содержит 30-канальные АЦО и ОАЛТ. Групповой сигнал имеет скорость 2,048 кбит/с.

95