3. Групоутворення в багатоканальних системах електрозв’язку.

Формування групового сигналу при побудові багатоканальних систем передачі може бути здійснене з використанням наступних принципів: індивідуального та групового.

При індивідуальному принципі формування групового сигналу пропонується безпосереднє перетворення інформаційних сигналів різних каналів у відведену для кожного каналу частину спектра групового сигналу (рис. 12).

Рисунок 12. Індивідуальний принцип групоутворення.

Очевидно, що в цьому випадку всі перетворювачі і фільтри будуть відрізнятися за схемою і конструкцією, а при великому числі каналів для різних ділянок лінійного спектра повинні використовуватися різні типи фільтрів.

Наприклад, канальні фільтри типу LC забезпечують необхідні характеристики в діапазоні до 30 кГц, кварцові й електромеханічні – у діапазоні 5...150 кГц, монолітні кварцові фільтри реалізуються лише в діапазоні 3...200 МГц.

При використанні індивідуального принципу формування групового сигналу і, відповідно, лінійного спектра має місце ряд недоліків:

• складність КУА через різнотипність канальних фільтрів і необхідності мати велике число номіналів несучих частот (по числу каналів);

• різнотипність пристроїв апаратури утрудняє її виробництво, підвищує стійкість;

• виключається можливість утворення стандартних групових трактів і широкосмугових каналів, що широко використовуються в сучасних мережах зв’язку;

• значно ускладнюється виділення каналів на проміжних станціях.

З огляду на ці недоліки, індивідуальний принцип формування групового сигналу знаходить застосування тільки в малоканальних системах передачі.

Груповий принцип, що припускає багатоступінчасте формування групового сигналу при побудові КУА багатоканального зв’язку, дозволяє усунути недоліки і технічних труднощів, що виникають при індивідуальному принципі побудови КУА.

Сутність розглянутого принципу полягає в тому, що спектри частот вихідних сигналів перетворяться на передавальній станції в лінійний спектр не безпосередньо, а декількома ступенями перетворення. Аналогічно, але в зворотному порядку на приймальній станції відбувається перетворення лінійного спектра в спектри вихідних сигналів.

На першій ступені, що називається ступенем індивідуального перетворення, однакові вихідні смуги від “0” різних джерел перетворяться в канальні сигнали, які розміщені в неперекритих смугах частот, утворюють n-канальний груповий сигнал. Друга та наступна ступені перетворення є груповими. На другій ступені “k” однакових n-канальних групових сигналів, отриманих після першого ступеня перетворення, перетворяться в загальний груповий сигнал з числом каналів n*k. Третя ступінь перетворення поєднує визначене число групових сигналів, отриманих після другого ступеня перетворення. При побудові КУА на більше число каналів можуть використовуватися більш високі ступені перетворення.

Багатоступінчасте перетворення дозволяє використовувати фільтри в оптимальному для реалізації необхідних характеристик діапазоні частот і різко скоротити їхня різнотипність. Поряд з технічними перевагами спрощується побудова мереж зв’язку, тому що мається можливість здійснювати транзит і виділення окремих груп каналів на проміжних станціях.

При багаторазовому перетворенні розташування кожного каналу в лінійному спектрі частот характеризується так званої віртуальної несучою частотою даного каналу. Віртуальна несуча частота представляє собою частоту, за допомогою якої можна було б шляхом одноразового перетворення вихідний спектр сигналу перемістити в те положення, яке він займає в лінійному спектрі і в яке він фактично переміщується шляхом багаторазового перетворення. Віртуальна несуча частота займає в лінійному спектрі каналу те положення, яке займала б у ньому нульова частота, якщо вона була у спектрі вихідного сигналу.

При побудові сучасної КУА принциповим є питання про вибір вихідної первинної групи, і як наслідок питання про вибір вихідної первинної групи, і як наслідок питання про вибір вторинної, третинної і четверичної груп. Відповідно до рекомендацій МСЕ в якості первинної групи використовується 12-канальна група в діапазоні (60...108) кГц.

Відомо кілька способів формування стандартної первинної групи.

У стаціонарних системах передачі з метою зменшення загальної кількості вузлів первинні групи найчастіше формується безпосередньо з 12-ти каналів ТЧ із використанням однієї ступені перетворення на несучих частот 108, 104, 100, …, 64 кГц. При цьому для формування односмугових сигналів на виході модуляторів використовуються кварцові фільтри які виділяють нижню смугу частот (рис. 14).

Рисунок 14. Формування первинної групи.

Для зменшення числа типів фільтрів, використовуваних в апаратурі, у деяких системах передачі формування 12-канальної первинної групи здійснюється шляхом об’єднання чотирьох 3-канальных груп, що називаються основними предгрупами тональної частоти. Кожна 3-канальная предгрупа формується шляхом перетворення вихідних сигналів індивідуальними перетворювачами за допомогою несучих частот 12, 16 і 20 кГц, причому використовуються верхні бічні смуги частот. Отримані після першої ступені перетворення 3-канальної предгрупи, кожна в смузі 12...24 кГц, надходять на групові перетворювачі з несучими 84, 96, 108 і 120 кГц. На виході групових перетворювачів включені групові смугові фільтри, кожний з який виділяє нижні бічні смуги частот, приблизно 60...72, 72...84, 84...96, 96...108 кГц. Після об’єднання цих смуг утвориться 12-канальная первинна група в смузі 60...108 кГц (рис. 15).

Останнім часом широке застосування в системах передачі знаходять малогабаритні електромеханічні фільтри з поліпшеними і високостабільними характеристиками. При їхньому використанні 3-канальні предгрупи формуються на несучих частотах 132, 136 і 140 кГц. При цьому використовуються верхні бічні смуги частот. Для одержання групових трактів у діапазоні основний предгрупи каналів ТЧ застосовується додаткова ступінь перетворення.

Аналіз способів формування первинної групи показує, що кожний з них має свої достоїнства і недоліки. Вибір того чи іншого способу визначається багатьма факторами і, насамперед, технологією виробництва й економічністю окремих вузлів устаткування групи, можливістю виділення на проміжних станціях окремих чи каналів груп каналів.

Основна вторинна 60-канальна група формується з 5 основних первинних груп і займає смугу 312...552 кГц. Формування вторинних груп виробляється в апаратурі перетворення спектрів при формуванні вторинної групи.

Третинна група (814...2044 кГц) (300 каналів ТЧ) формується з 5 стандартних основних вторинних груп. При цьому між перетвореними 60-ти канальними групами частотні проміжки в 8 кГц необхідні для полегшення задачі виділення 60-ти канальних груп виробляється в апаратурі перетворення вторинних груп.

Четвертинна група (8516...12388 кГц) формується з трьох третинних груп і містить 900 каналів ТЧ.

Для всіх основних груп каналів нормалізовані не тільки частотні смуги, але й навантажувальні опори, відносні рівні передачі і прийому. Розглянутий принцип формування стандартних групових спектрів у системах передачі з ЧРК, що відповідає рекомендації МСЕ і вимогам ЄНСЗ, показаний на рис. 17.

Розглянутий принцип формування групових сигналів систем передачі з ЧРК дозволяє значною мірою уніфікувати основне обладнання КУА. Може бути використано одне і теж типове устаткування перетворення для систем передачі, розрахованих для роботи з лінійних трактів різного типу і на різне число каналів. З’являється можливість одержувати стандартні широкосмугові канали, простіше зважується питання відгалуження каналів на проміжних станціях.

Рисунок 17. Груповий принцип формування.

Таким чином, ми розглянули питання формування групових сигналів, однак для передачі в лінію цей сигнал необхідно перетворювати в лінійний сигнал, зручний для передачі по кабелі. Таке перетворення здійснюється за допомогою групового перетворювача і відповідного фільтра. Необхідно відзначити, що при роботі по кабелям, за винятком коаксіальних, лінійний спектр повинний починатися з 12 кГц. Це обумовлено необхідністю зменшення загасання сигналів у кабелі, а також необхідністю звуження відносної смуги частот сигналу. (Збільшення відносної смуги частот сигналу веде до ускладнення виготовлення, а отже, і подорожчанню лінійних трансформаторів). При використанні коаксіального кабелю нижня границя лінійного спектра частот повинна бути не менш 60 кГц, тому що завадозахищеність у коаксіальних кабелях краще на вищих частотах. Викладене дозволяє говорити про те, що лінійний спектр частот повинний займати діапазон частот, що відповідає оптимальній побудові лінійного тракту.

Надалі доцільно розглянути приклади реалізації методу ЧРК в БСП.

Системи передачі по коаксіальних кабелях.

Система передачі К-10800. Система К-10800 призначена для роботи з коаксіальних пар 2,6/9,4 мм кабелі КМБ-4 (або КМБ 8/6). Лінійний спектр 4332…59684 кГц. формує з 12 четверичних 900-канальних груп. Останні, у свою чергу, утворяться з трьох третинних груп у спектрі частот 8516…12388 кГц. с частотними проміжками між третинними групами, рівними 88 кГц. Довжина підсилювальної ділянки 1,50,075 км, відстань між ПП – 830 км.

Система передачі К-3600. Система призначена для роботи з кабелю КМБ-4 і по коаксіальних парах з діаметром 2,6/9,4 мм кабелі КМБ 8/6. Вона дозволяє організувати по одній парі в кожнім напрямку 3600 каналів ТЧ або 1800 каналів ТЧ і канал передачі телебачення в спектрі частот 812…17596 кГц. Дальність дії 12500 км. Довжина підсилювальної ділянки 30,15 км. Максимальна відстань між сусідніми ОПП – 186 км. Лінійний спектр формується з 12 третинних груп у вигляді двох частотних смуг по 1800 каналів ТЧ у кожній: 812…8524 і 9884…17596 кГц.

Система передачі К-1920П. Ця система дозволяє організувати по одній коаксіальній парі діаметром 2,6/9,4 мм 1920 каналів ТЧ або 300 каналів ТЧ, канал телебачення і канал звукового супроводу. Лінійний спектр 312…8544 кГц. формується із шести третинних груп і двох вторинних груп. Дальність дії 12500 км. Довжина підсилювальної ділянки 60,3 км, відстань між сусідніми ОПП не перевищує 246 км.

Система передачі К-300. Працює по коаксіальних кабелях з парами діаметром 1,2/4,6 мм. Лінійний спектр 60…1300кГц. формується з п’яти вторинних груп. Дальність дії 12500 км. Довжина підсилювальної ділянки 6км, довжина ділянки ОПП-ОПП складає 246 км.

Система передачі К-120. Система працює по однокоаксіальних кабелях ВКПП і ВКПА. Є 2-смуговій, має лінійний спектр у напрямку 60...552 кГц., а в зворотному 812...1304 кГц. Лінійні спектри формуються на двох перетвореннях вторинних груп. Довжина підсилювальної ділянки 10 км. Дальність дії 600 км.

Системи передачі по симетричних кабелях.

Система передачі К-60П. Система працює по симетричних кабельних лініях з кабелем МК із жилами диаметром 1,2 мм. Лінійний спектр 12...252 кГц. утвориться перетворенням однієї вторинної групи. Дальність зв’язку 12500 км, довга підсилювальної ділянки 19 км, відстань між двома ОПП 300 км чи 600 км у залежності від схеми АРУ.

Система передачі К-1020С. Лінійний спектр у діапазоні 312...4636 кГц. утворений із семи вторинних груп і двох третинних. Відстань між ПП 280 км, застосування ОПП не передбачається.

Система передачі К-24Р. Призначена для роботи із симетричних пар у комбінованому кабелі КМБ-4 чи КМБ 8/6 як розподільну систему в комплексі із системою передачі К-3600. Працює по односмуговій 4-проводовій схемі. Лінійний спектр 12...108 кГц. утвориться з двох первинних груп. Дальність дії 372 км, довжина підсилювальної ділянки 6 км.

Системи передачі по повітряних лініях.

Система передачі В-2-2. Система призначена організації з’єднувальних ліній між сільськими автоматичними і ручними телефонними станціями шляхом ущільнення повітряних сталевих ланцюгів двома ВЧ каналами. При цьому на ланцюзі, що ущільнюється, зберігається існуючий канал НЧ, що може працювати: між двома кінцевими станціями без проміжних; між кожною кінцевою та найближчою до неї проміжною станцією з виділенням його на проміжній станції; між двома проміжними станціями.

Система передачі В-3-3. Система працює разом з В-12-3 по одному 2-проводовому ланцюгу і забезпечує організацію трьох каналів ТЧ у спектрі лінійних частот 4...16 кГц. в одному напрямку і 18...30 кГц. чи 19...31 кГц. в зустрічному напрямку. Лінійний спектр утвориться на основі трьох канальної попередньої групи 12...24 кГц. Ділянка ОПП-ОПП має довжину до 75 км.

Система передачі В-12-3. Система призначена для організації 12 каналів ТЧ у лінійному спектрі частот 36...143 кГц. по 2-смуговій схемі. В одному напрямку передається груповий сигнал у спектрі 36...84 кГц., у зворотному напрямку – 92…143 кГц. Формування лінійного спектра здійснюється на основі первинної групи. Відстань між ОПП 54 км.

Крім зазначених систем передачі застосовуються й інші системи.

Так, наприклад, на сільських мережах застосовуються системи КНК-12, ВО-12-3 (Угорщина), на магістральних ділянках – системи К-1800, К-5400, ВК-960-2. На абонентських лініях система АВУ дозволяє одержати один додатковий канал.

Таким чином, у даній лекції ми розглянули принцип частотного розподілу каналів, на основі якого будуються в основному багатоканальні системи передачі, розглянули питання зв’язані з формуванням лінійного спектра апаратури. В наступному розглянемо реалізацію розглянутих способів формування канальних і групових сигналів у конкретних зразках апаратури.

Розробив:

доцент КІ

к.т.н., доцент Слюсар І.І.