
ПЛАН
урока 24
МНОГОКАНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ
Цели урока:
-
Образовательная – обеспечить усвоение и закрепление знаний по теме, изученной на предыдущем уроке «Передача данных на железнодорожном транспорте», проконтролировать степень усвоения основных знаний по теме предыдущего урока.
-
Развивающая – развивать познавательные процессы (внимание, воображение, память, восприятие).
-
Воспитательная – воспитать положительное отношение к знаниям.
Тип урока: комбинированный
Обеспеченность урока: стенд «Системы регулирования движения на ж.д. транспорте», компьютеры, мультимедиа-проектор, программа «Реле и рельсовые цепи».
.
Межпредметные связи: Технические средства железных дорог, Станции и узлы.
Время: 2 часа
Ход и содержание урока:
-
Организационный момент.
-
Фронтальный опрос по теме предыдущего урока «Передача данных на железнодорожном транспорте».
-
Изложение нового материала «Многоканальные системы передачи»:
-
Закрепление материала.
-
Задание на дом: учебник Л.А. Кондратьева, О.Н. Ромашкова «Системы регулирования
движения на ж. д. транспорте» с. 352-360
МНОГОКАНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ
Для передачи речи или данных, рассматриваемых в общем случае как сигнал, имеющий определенные характеристики, используется канал связи, организуемый между передатчиком и приемником. Этот сигнал может быть принят без искажений или с искажениями при прохождении по каналу связи.
Отношение мощности сигнала к мощности шума (отношение сигнал/шум) определяет пропускную способность канала связи или допустимую скорость передачи сигнала. Аналоговый сигнал, непосредственно передаваемый по каналу связи, может быть искажен по амплитуде, фазе и частоте или временному масштабу.
Системы связи ассоциируются с системами передачи речи или телефонной связи. Эти системы рассчитывались и оптимизировались для передачи речи. Первые системы телефонной связи использовали отдельные линии передачи для организации каждого канала. Идеи организации передачи нескольких телеграфных каналов по одной линии (или идеи уплотнения) возникли позже. Из экономических соображений системы телефонной связи стали строить как многоканальные системы, использующие различные методы уплотнения каналов для передачи по линии все большего и большего числа каналов (телефонных разговоров) одновременно.
Под уплотнением, или мультиплексированием, понимают объединение нескольких меньших по емкости входных каналов связи в один канал большей емкости для передачи по одному выходному каналу связи. При реализации такого объединения телефонных каналов одной из основных задач является устранение взаимного влияния соседних каналов.
До последнего времени широко использовались два метода мультиплексирования:
• мультиплексирование с частотным разделением каналов (частотное уплотнение);
• мультиплексирование с временным разделением каналов (временное уплотнение).
При частотном уплотнении полоса частот выходного канала делится на некоторое число полос (подканалов) и, соответствующих по ширине основной полосе стандартного телефонного канала 4 кГц.
Например, на рисунке показана такая группа из четырех каналов с полосой 4 кГц, отведенной под каждый канал, и частотами, сдвинутыми на 60 кГц в результате амплитудной модуляции.
Каждый канал имеет фактическую полосу пропускания 3,1 кГц и формируется полосовыми фильтрами с частотами среза, сдвинутыми на 4 кГц относительно друг друга. Схема формирования канальных групп может быть разной. Стандарт CCITT рекомендует следующую систему группирования:
• первичная канальная группа (12 стандартных телефонных каналов);
• вторичная канальная группа (5 первичных канальных групп, т.е. 60 каналов);
• третичная канальная группа (5 вторичных канальных групп, т.е. 300 каналов, или 10 вторичных групп, т.е. 600 каналов, или 16 вторичных групп, т.е. 960 каналов).
Частотное мультиплексирование достаточно сложно в реализации и настройке (как и все аналоговые методы).
Наиболее удобной является схема мультиплексирования с временным разделением каналов, или временным уплотнением. В такой схеме разделение ресурсов происходит с помощью коммутатора (на передающей стороне), который последовательно подключает каждый входной канал на определенный временной интервал, необходимый для посылки выборки или фиксированной части сигнала данного канала.
Сформированный таким образом поток выборок от разных входных каналов направляется в канал связи. На его приемной стороне демультиплексор с помощью аналогичного коммутатора и фильтров нижних частот выделяет отдельные выборки и распределяет их по соответствующим каналам. Важно то, что коммутаторы на передающей и приемной сторонах должны работать синхронно, т.е. должны быть синхронизированы. Схема временного мультиплексирования выборок приведена на рисунке.