Глава 3. Системы проводной связи

3.1. Основные понятия и определения систем проводной связи

Одно из ведущих мест среди систем связи принадлежит системам электропроводной связи. Принципиальным отличительным признаком систем проводной связи от других систем связи является наличие в их составе направляющей среды в виде проводных линий связи, вдоль которых происходит распространение электромагнитных волн.

Это даёт возможность передавать информацию с высокой скоростью, достоверностью, надёжностью и скрытностью. Последнее преимущество особенно важно для проводных систем специальной связи, исключающей случайный перехват информации несанкционированными лицами.

В настоящее время электрическая проводная связь является одним из основных средств в политической, информационной, экономической и культурной жизни страны.

Рассмотрим основные линии проводной связи.

В качестве проводных линий могут использоваться:

• воздушные;

• кабельные;

• волноводные (светодиодные) линии связи.

Следует отметить, что в настоящее время в реальных системах проводной связи наибольшее применение находят кабельные линии связи, состоящие из изолированных проводников, заключённых в общую влагозащитную оболочку и броневые покровы. Прокладываются подземные кабели на глубине (0,8 – 1,2) м. Все это создаёт благоприятные условия для обеспечения качественной связи при использовании кабельных линий связи. Воздушные линии связи, сыгравшие заметную роль на этапе становления систем проводной связи, имеют ряд существенных недостатков, к которым, в частности, необходимо отнести зависимость электрических характеристик и механической устойчивости от атмосферно-климатических условий и других внешних факторов. Эти недостатки не позволяют надеяться на то, что в будущем воздушные линии найдут сколько-нибудь серьезное применение.

В системах проводной связи, предназначенных для передачи больших потоков информации, в перспективе предусматривается применение волноводных линий. Исследователями установлено, что по медному цилиндрическому волноводу диаметром 6 см на волне Н01 можно осуществить передачу одновременно до 100 телевизионных программ или свыше 100000 телефонных сообщений.

Таким образом, если ориентироваться на использование кабельных линий связи, то можно отметить важные достоинства систем проводной связи:

1. хорошее качество связи, не зависящее практически от времени суток, года и внешних мешающих факторов;

2. высокая скрытность передачи информации.

В то же время системы проводной связи имеют и существенные недостатки, к основным из которых следует отнести их дороговизна.

В простейшем случае систему проводной связи, образованную между источником сообщения (ИС) и получателем сообщения (ПС), можно представить в виде, изображаемом на рис. 3.1.

Линия (цепь) связи

А1 А2

Рис. 3.1

Обычно сообщения, подлежащие передаче, имеют неэлектрическую природу. Преобразование сообщения в первичный электрический сигнал на передающей стороне осуществляется оконечной аппаратурой ОА1. На приёмной стороне оконечная аппаратура ОА2 осуществляет обратное преобразование первичного электрического сигнала в исходное сообщение.

Сообщения могут быть непрерывными (аналоговыми) и дискретными.

В зависимости от вида сообщения (речь, музыка, буквенно-цифровой текст, подвижное или неподвижное изображение и т.д.) различают следующие системы проводной связи:

• системы передачи непрерывных сообщений;

• системы передачи дискретных сообщений.

Различают следующие системы передачи непрерывных сообщений:

• телефонные;

• факсимильные (фототелеграфные);

• телевизионные.

Системы передачи дискретных сообщений подразделяются:

• на телеграфные;

• на передачи данных.

В системе телефонной связи передаются непрерывные сообщения (речь, музыка). В качестве оконечной аппаратуры на передающей стороне используется микрофон, на приёмной – телефон (динамик).

Факсимильные системы связи предназначены для передачи неподвижных изображений – текстовых документов, схем, чертежей, карт, фотографий и т.п. (лат. Facsimile – делай подобное) по электрическим каналам связи.

Роль оконечной аппаратуры в факсимильной (фототелеграфной) системе связи выполняют передающий и приёмный факсимильные (фототелеграфные) аппараты.

В системе телевизионной связи в качестве сообщения служат как неподвижные, так и движущиеся изображения. Оконечными устройствами являются передающая и приёмная телевизионные трубки соответственно на передающей и приёмной стороне системы связи.

Первичный электрический сигнал в системе телефонной, факсимильной и телевизионной связи является непрерывным, т.е. он может быть аналитически описан непрерывной функцией непрерывного аргумента Х(t).

В системе телеграфной связи используются дискретные сообщения (буквенно-цифровой текст, знаки препинания). Преобразование сообщения в первичный электрический сигнал на передающей стороне и обратное преобразование на приемной осуществляется телеграфным аппаратом (телетайпом).

В системе передачи данных (СПД) сообщение – дискретно - буквенно-цифровой текст и другие условные знаки, в отличие от сообщения, используемого в телеграфной системе связи, представляется в формализованном (не имеющем непосредственно смыслового значения) виде. В качестве оконечной аппаратуры в СПД используется оконечное оборудование данных (ООД). Роль ООД могут выполнить телетайпы, электрифицированные пишущие машинки и др.

Первичный электрический сигнал в системе телеграфной связи и передачи данных может описываться дискретной функцией непрерывного аргумента либо дискретной функцией дискретного аргумента . В существующих системах передачи дискретных сообщений, как правило, величина М=2, т.е. используются двоичные сигналы, величина n определяет значность кодовой комбинации.

Источник и получатель сообщения, снабженные оконечной аппаратурой, называются абонентами. На рис. 4.1 абоненты на передающей и приёмной стороне обозначены соответственно А1 и А2.

Линия связи, непосредственно соединяющая двух абонентов, носит название «цепь связи».

В зависимости от числа используемых проводников различают цепи связи:

• однопроводные;

• двухпроводные;

• четырех проводные.

В однопроводной цепи электрические токи замыкаются через один провод и землю. Такие цепи в сильной мере подвержены воздействию внешних электромагнитных полей и влиянию неоднородной почвы, что приводит к ухудшению качества передачи сигналов. Поэтому однопроводные цепи применяются только для телеграфной связи, причем на небольшие расстояния.

Передача электрических сигналов в двухпроводной цепи осуществляется по двум проводникам («физической паре»), изолированным от земли.

В четырех проводной цепи, образованной двумя парами изолированных от земли проводников, передача сигналов в одном направлении производится по одной паре, а в противоположном – по другой.

Двух и четырех проводные цепи широко используются в системах проводной связи.

Связь между двумя абонентами может быть односторонней или двухсторонней. Суть односторонней (симплексной) связи заключается в том, что передача информации осуществляется только в одном направлении. При двухсторонней (дуплексной) связи передача информации осуществляется в двух направлениях одновременно.

Помимо симплексной и дуплексной связи может быть полудуплексная связь, при которой передача информации может осуществляться в двух направлениях, но одновременно только в одном.

Простейший вариант системы проводной связи (рис. 3.1) практически не используется, если не считать единичных случаев соединения между собой абонентов, находящихся на небольших расстояниях друг от друга.

Целесообразность рассмотрения этого варианта в данном случае обусловлена необходимостью введения ряда определений, полезных в дальнейшем при рассмотрении более сложных схем, представляющих реальные системы проводной связи.