3.3. Структурная схема системы телефонной связи
После проведенного анализа общей структурной схемы системы
дальней многоканальной связи рассмотрим структурную схему системы телефонной связи (рис. 3.5).
рис. 3.5
Система телефонной связи предназначена для обмена между абонентами речевыми сообщениями, поэтому в качестве оконечной аппаратуры используются телефонные аппараты (ТЛФ). Возможно также использование на передающей стороне микрофонов, на приемной — динамиков, как это имеет место в системах командно-диспетчерской громкоговорящей связи.
В качестве коммутационной аппаратуры используются автоматические телефонные станции (АТС), ручные телефонные станции (РТС), а также междугородная телефонная станция (МТС). И, наконец, в качестве каналообразующей аппаратуры используются высокочастотные (ВЧ) системы передачи.
Под термином «ВЧ система передачи» понимается комплекс средств проводной или радиорелейной связи, включающий в себя станционное оборудование и линейные сооружения и обеспечивающий образование типовых каналов и трактов для передачи сигналов различных видов информации (телефонной, телеграфной, передачи данных, вещания, телевидения и др.) на определенные расстояния.
Основным (типовым) каналом ВЧ систем являются каналы тональной частоты (каналы ТЧ) с полосой пропускания 0,3—3,4 кГц. Эти каналы могут использоваться для передачи любых аналоговых и дискретных сигналов.
Число каналов ВЧ системы передачи определяется числом каналов ТЧ, организующихся на одной линии (цепи) связи. С помощью ВЧ систем передачи осуществляется так называемое первичное уплотнение.
Под первичным уплотнением будем понимать процесс одновременной (параллельной) передачи по одной линии (цепи) связи сигналов от ряда независимых абонентов (поэтому применительно к системам проводной связи ВЧ систему передачи называют иногда аппаратурой первичного уплотнения).
Условия для первичного уплотнения имеются, поскольку ширина спектра передаваемых сигналов существенно меньше полосы пропускания линий связи.
ВЧ системы передачи позволяют организовать помимо типовых (стандартных) каналов тональной частоты в спектре частот 0,3—3,4 кГц также и широкополосные каналы (типовые тракты) на базе:
а) предгрупповых трактов в спектре частот 12—24 кГц;
б) трактов первичных групп в спектре частот 60—108 кГц;
в) трактов вторичных групп в спектре частот 312—582 кГц;
г) трактов третичных групп в спектре частот 812—2044 кГц.
Кроме того, могут быть образованы каналы:
— звукового вещания с использованием спектров сдвоенных или строенных каналов ТЧ, т. е. путем объединения двух или трех каналов ТЧ в один канал;
— телевидения в спектре частот шириной 6 МГц (в системах уплотнения коаксиального кабеля).
По широкополосным каналам, организованным на базе соответствующих трактов, осуществляется фототелеграфная передача газет и данных с высокой скоростью передачи информации.
ВЧ система передачи совместно с линией связи образует магистраль связи.
Рассмотрим с помощью рис. 3.6 подробнее состав ВЧ системы передачи и в целом магистрали связи.
В состав магистрали связи входят оконечные пункты, размещаемые в конечных пунктах А и Б системы связи, и промежуточные усилительные пункты. Промежуточные пункты устанавливаются через определенное расстояние между оконечными пунктами, количество их определяется длиной магистрали связи.
В оконечных пунктах магистрали связи устанавливаются оконечные станции ВЧ системы передачи, в промежуточных усилительных пунктах — соответственно промежуточные усилительные станции (ПС1), ... ПCn).
Оконечные станции представляют собой станционное оборудование ВЧ систем передачи, а промежуточные усилительные пункты совместно с линией связи — линейные сооружения. Таким образом, магистраль связи есть совокупность станционного оборудования и линейных сооружений.
рис.3.6
Новые ВЧ системы передачи, разрабатываемые в России и за рубежом, в отличие от разрабатываемых ранее, состоят из двух частей:
— оконечного преобразовательного оборудования (ОПО);
-
оборудования линейного тракта (ОЛТ).
В cocтав оконечного преобразовательного оборудования входят:
-- унифицированное преобразовательное оборудование (УПО), единое для всех без исключения ВЧ систем передач, обеспечивающее получение типовых каналов и трактов со стандартными спектрами частот и электрическими характеристиками;
— аппаратура сопряжения (АС), обеспечивающая сопряжение по спектру частот УПО с линией связи.
Оборудование линейного тракта (ОЛТ) включает в свой состав:
— оконечное оборудование линейного тракта (ООЛТ);
-
оборудование промежуточных станций (ОПС).
Унифицированное преобразовательное оборудование (УПО), разработан-ное вначале для уплотнения кабельных линий связи, используется в настоящее время в равной мере и для уплотнения радиорелейных линий связи.
Схема организации радиорелейной линии связи с УПО представлена
на рис.3.7.
рис.3.7
Оконечная станция радиорелейной ВЧ системы передачи включает в себя: УПО, аналогичное кабельной ВЧ системы передачи, АС, осуществляющую сопряжение УПО с ООЛТ по электрическим параметрам.
Линейный тракт радиорелейных линий связи — «ствол» также образуется оконечными и промежуточными станциями. В отличие от ООЛТ кабельных ВЧ систем передачи, в ООЛТ радиорелейных линий осуществляется преобразование спектра частот, поступающего от ОПО, в спектр радиочастот.
Таким образом, важнейшим элементом канала дальней телефонной связи является ВЧ система передачи и магистраль связи в целом.
Рассмотрим подробнее принципы образования телефонных каналов местной связи. Канал местной телефонной связи включает в свой состав (рис. 3.8) районные автоматические телефонные станции (РАТС), соединенные между собой по принципу «каждый с каждым» соединительными линиями (СЛ).
рис.3.8 рис.3.9
Районные АТС имеют выход на междугородную телефонную станцию (МТС) и далее к ВЧ системе передачи.
Экономически оправданными считаются РАТС емкостью, определяемой количеством обслуживаемых абонентов 6000—10000. Общее количество РАТС определяется емкостью городской станции.
Соединение абонентов с РАТС может происходить по шкафной или бесшкафной системе. На городских телефонных сетях применяется шкафная система соединения абонентов с РАТС (рис.3.9).
Абоненты с помощью линий, называемых абонентской проводкой, соединяются с распределительной коробкой (РК). Распределительные коробки, как правило, имеют 10 однопарных цепей (емкость 10х2).
Линии связи, прокладываемые от РК, объединяются в кабели крупной емкости (до 100х2) и включаются на распределительные шкафы (РШ). Соединение РК и РШ осуществляется распределительными линиями. Кабели от РШ емкостью 100х2 и более включаются в районные автоматические станции. Соединение РШ с районной АТС производится с помощью магистральных кабелей связи. Совокупность магистральных кабелей и распределительных линий, а также абонентской проводки составляют в целом абонентскую линию.
Распределительные коробки устанавливаются в домах. Распределительные шкафы обслуживают несколько зданий или кварталов.
Рассмотрим необходимость РК и РШ. Если возникнет потребность в установке телефонных аппаратов сверх запроектированного числа, то нужно будет прокладывать абонентские линии от телефонной станции к месту нахождения абонента. Это ведет к весьма большим экономическим затратам по переустройству линейных сооружений. Для того, чтобы не допустить такого удорожания, применяют промежуточные распределители: РК, РШ. В здание кабель вводят с некоторым эксплуатационным запасом, позволяющим обеспечить последующее включение новых абонентов. Эти кабельные пары оканчиваются распределительными коробками. Эксплуатационный запас в РК доходит до 25% от ее емкости. Если исчерпан запас РК, то имеется запас в РШ, он составляет небольшую величину - (4-5)% от числа абонентов на PШ. На рис. 3.9 представлена шкафная система соединения абонентов с РАТС с использованием двухступенчатого распределения.
На практике применяют и шкафную систему с трехступенчатым кабельным распределением. В этом случае часть РШ предварительно, до включения в РАТС, объединяются в одну группу при помощи кабельного распределителя, именуемого распределительным киоском (РК). Распределительный киоск обычно располагается вблизи предполагаемого строительства новой РАТС таким образом, чтобы распределительные шкафы, обслуживаемые РК, можно было легко переключить в эту новую РАТС.
В крупных городах, при необходимости обслуживания АТС 100000 абонентов и более, используют помимо РАТС также узловые АТС (УзАТС). Узловые АТС соединены между собой по принципу «каждый с каждым». Через УзАТС осуществляется выход РАТС к другим РАТС и на междугородную телефонную станцию (МТС).