40. Способы многократного использования линий связи.

Способы многократного использования основаны на принципе уплотнения дорогого кабеля линии связи несколькими каналами, поскольку линейные сооружения – наиболее дорогая часть системы передачи.Упрощенная схема МКС приведена на рис.

где: М – n преобразователей исходных информационных сигналов в канальные сигналы,  - устройство объединения индивидуальных сигналов в один групповой, ГУ – групповое устройство передатчика – преобразование, усиление группового сигнала и согласование его с линией связи, ГУ – групповое устройство приемника – выделение из группового сигнала канальных сигналов, П – n преобразователей канальных сигналов в исходные информационные сигналы.

Существуют различные методы разделения каналов в МКС. Наибольшее распространение получили методы частотного (ЧРК), временного (ВРК), фазового (ФРК) и спектрального (WDM DWDM) разделения каналов.

ЧРК – каждому каналу выделяется свой диапазон частот линейного тракта, то есть все сигналы передаются одновременно, но спектры различных сигналов имеют свою, отличную от других полосу частот. На приемной станции эти спектры отделяют друг от друга электрическими фильтрами.

Группообразование в ЧРК

На передающей станции каждый сигнал передается на свой преобразователь, на выходе которого включен соответствующий полосовой фильтр. На вход полосовых фильтров приема подается весь спектр частот, существующий в линии. Приемные фильтры разделяют его так, чтобы на выходе каждого фильтра появляются частоты, соответствующие только данному частотному каналу. Этот спектр подается далее на преобразователь, которым он переносится в диапазон частот, соответствующий первичному спектру сигнала данного канала. При временном разделении каналов (ВРК) общая линия предоставляется для передачи сигналов каждого канала поочередно. Электрические сигналы от абонентов проходят через фильтры нижних частот ФНЧ и поступают на электронные ключи ЭК₁ – ЭК_М. В каждый момент времени в схеме должен быть замкнут только один ключ. Работой электронных ключей управляют подаваемые от генераторного оборудования передачи ГО Пер последовательности прямоугольных импульсов, сдвинутые относительно друг друга на время Δt. В тракте передачи в каждый момент времени должен существовать сигнал только одного канала. Это исключает переходные влияния между каналами. Интервал времени, отводимый для передачи сигнала одного канала t_к, называется канальным интервалом. Он во много раз меньше по длительности периода повторения Т_ц, называемого циклом передачи. За время цикла передаются сигналы М информационных и N служебных каналов. По служебному каналу передается синхросигнал С. Он обеспечивает синхронный режим работы генераторного оборудования передачи ГО Пер и приема ГО Пp, при котором электронные ключи в тракте передачи и приема одного и того же канала замыкаются одновременно. Общее количество каналов определяется как М + N = T_ц / t_к.

Работающие синхронно распределители управляют ключами и предоставляют таким образом общую линию для передачи 1-го, 2-го, и т.д. до n-го каналов.

Примем круговую частоту, с которой линия предоставляется для передачи сигналов каждого канала, равной ω₀. Это значит, что по линии передаются дискретно расположенные мгновенные значения сигнала (отсчеты), следующие с частотой ω₀. Таким образом, несмотря на то, что по линии передаются дискретные значения сигнала, на выходе канала может быть восстановлен непрерывный сигнал, аналогичный исходному сигналу на его входе. Чтобы выделить сигнал без искажений, частота коммутации ω₀ должна быть по крайней мере в два раза больше максимального значения частоты Ω_max передаваемого сигнала, т.е. ω₀ ≥ 2 Ω_max или f₀ ≥ 2F_max. Это означает, что временное разделение может быть реализовано только для сигналов, имеющих ограниченный спектр частот. Таким образом, непрерывная периодическая функция сигнала, имеющая ограниченный спектр, точно определяется конечным числом отсчетов, равным 2TF_max, и таким же числом гармонических составляющих. Этот вывод впервые был сформулирован В.А. Котельниковым в теореме, названной впоследствии его именем.

Способ ФРК основан на применении устройств, фиксирующих различие фазовых соотношений составляющих принимаемых сигналов. Если, например, один сигнал передается двумя фазовыми положениями вектора несущей частот 0 и 180, соответствующими 0 и 1 сигналу, а другой – 90 и 270, то общий вектор на приемной станции может занимать четыре положения (относительно условного нулевого). При синхронной демодуляции двумя несущими частотами, отличающимися по фазе друг от друга на 900, возможен раздельный прием. Соответствующая схема приведена на рисунке:

Спектральное уплотнение (DWDM WDM) используется в ВОСП. Технологии волнового мультиплексирования ВМП/WDM и плотного волнового мультиплексирования ПВМП/DWDM основанны на спектральном уплотнении оптического излучения по длине волны Одним из важных преимуществ данного метода является наиболее полное использование сверхширокой спектральной полосы пропускания ОВ. Например если принять, что ширина спектрального канала составляет 10 нм, то в диапазоне 0,8 – 1,8 мкм можно разместить до 100 спектральных каналов. Основными компонентами ВОСП со спектральным разделением являются мультиплексоры и демультиплексоры.

Принцип роботы очень прост: в простейшем случае каждый лазерный передатчик генерирует сигнал на определенной частоте из частотного плана. Все эти сигналы перед тем, как вводятся в оптическое волокно объединяются мультиплексором (MUX). На приемном конце сигналы аналогично разделяются демультиплексором (DEMUX)