52. Каналы связи.

Канал связи - совокупность технических средств, предназначенных для передачи сигналов и среды распространения любых сигналов от источника к получателю. При распространении по каналу сигнал претерпевает изменения из-за поглощения, рассеяния, воздействия помех и т. д. В канал связи от источника подаются импульсы постоянного тока или электромагнитные колебания в диапазоне частот от единиц Гц до 3000 ГГц.

Частоты	Длина волны, м	Название поддиапазона
0-3 кГц	0-1000000	звуковые частоты
3-30 кГц	100000-10000	мириаметровые частоты
30-300 кГц	10000-1000	километровые частоты
300-3000 кГц	1000-100	гектометровые частоты
3-30 МГц	100-10	декаметровые частоты
30-300 МГц	10-1	метровые частоты
300-3000 МГц	1-0,1	дециметровые частоты
3-30 ГГц	0,1-0,01	сантиметровые частоты
30-300 ГГц	0,01-0,001	миллиметровые частоты
30-3000 ГГц	0,001-0,0001	децимиллиметровые частоты

Исходя из условий распространения электромагнитных колебаний в проводных каналах или воздушной и других средах, весь диапазон частот принято делить на поддиапазоны и характеризовать не только частотой, но и длиной волны.

Каналы связи принято характеризовать следующими параметрами:

1) диапазоном рабочих частот f₀; 2) шириной полосы пропускания f_к = f_max - f_min;

3) динамическим диапазоном Д_к = Р_к maх –P_к min,

У дискретных сигналов важными параметрами являются:

- длительность t_c;

- объем V_с = t_cf_clog2(P_c /P_помехи);

- количество информации N = 2ⁿ.

53. ПЕРЕНОСЧИКИ ИНФОРМАЦИИ. В СЭС в качестве переносчиков информации используют постоянный ток или электромагнитные колебания, обладающие свойством изменять свои параметры или форму под воздействием сообщения в процессе модуляции или манипуляции. В процессе манипуляции напряжения Е, поступающего с выпрямителя, на выходе получают импульсы различной формы: прямоугольной; пилообразной; косинусоидальной; колокобразной; трапецеидальной. Обычно используют последовательность импульсов, которую характеризуют следующими параметрами: n - количество импульсов; Т - период повторения, с;  - длительность импульса, с; А - амплитуда; t_ф - длительность фронта, с. При прохождении импульсов напряжения по каналам связи и цепям приемников они занимают в канале полосу частот, определяемую спектром сигнала. На полосу частот, занимаемых в спектре импульсным сигналом, влияет не только его , но и форма. Наименьшую полосу занимает импульс колоколообразной формы. Сравнительный анализ ЧМ и ФМ с АМ показывает, что недостатком первых является широкий спектр частот, а достоинством - высокая помехоустойчивость. У АМ узкий спектр частот, но у АМ сигналов низкая помехоустойчивость.

Амплитудно-частотный спектр импульсного сигнала

54.Проводные линии связи. Применяемые на горных предприятиях проводные линии связи делятся на воздушные и кабельные. Дальность передачи сигналов по физическим цепям линий связи ограничивается затуханием цепи, а также допустимыми искажениями формы сигналов. Затухание сигналов в физических цепях, нагруженных на приемник с сопротивлением, равным волновому сопротивлению линии Z_н=Z_в, происходит по экспоненциальному закону ; Величина затухания физических цепей зависит от первичных параметров: активного сопротивления проводов цепи R (Ом/км), индуктивности L (Гн/км), емкости цепи С (Ф/км) и проводимости изоляции проводов G (Омкм). Все первичные параметры относят к единице длины цепи связи, обычно равной 1 км. Величина какого-либо параметра реальной линии находится умножением ее длины на величину первичного параметра. Вторичные параметры линии связи – волновое сопротивление Z_в и постоянная передачи  зависят от ее первичных параметров и частоты. Эти параметры определяют распределение электромагнитной энергии по линии связи. В линиях небольшой протяженности величина тока и напряжения практически одинакова в начале и конце цепи. Кабельные линии связи. Современные кабели связи классифицируют по следующим признакам: область применения, условия прокладки и эксплуатации, конструкция системы скрутки, род защитных покровов, спектр передаваемых частот. В зависимости от области применения различают кабели дальней связи, предназначенные для междугородних линий, и кабели местной связи. В соответствии со спектром передаваемых частот кабели делят на низкочастотные (до 10 кГц) и высокочастотные (более 10 кГц). В зависимости от условий прокладки различают кабели воздушные, подземные и подводные. По конструкции и расположению проводников кабели делятся на симметричные и коаксиальные. В зависимости от скрутки жил в группы кабели подразделяются на кабели парной скрутки и кабели четверочной (звездной) скрутки. При скрутке групп проводов различают повивную и пучковую скрутку. На горных предприятиях применяют, в основном, низкочастотные кабели.

55. Принцип организации многоканальной связи. Многоканальная связь – вид связи, при которой по одной воздушной цепи, кабельной линии, или радиолинии, организуют с помощью технических средств несколько каналов для передачи электрических сигналов. Канал электросвязи – это совокупность линейных и станционных устройств, обеспечивающих передачу одного какого-либо вида информации. В зависимости от типа передаваемой информации различают следующие каналы: телефонные, телеграфные, фототелеграфные, телевизионные, радиовещательные и каналы передачи данных. Число каналов, организуемых по одной паре проводов, может быть от 2 до 3600. По дальности передачи каналы делят на местные (до 100 км), внутризоновые (до 600 км) и междугородние (до 12500 км). При многоканальной связи возможна одновременная передача информации от разных источников к разным потребителям, поэтому требуется обеспечить их независимость, т. е. влияние друг на друга. Для этого применяют частотное разделение каналов (ЧРК) и временное разделение каналов (ВРК). В первом случае сигналы разных источников передаются одновременно, но находятся в различных участках частотного диапазона, а при ВРК для передачи сигналов разных источников выделяют различные интервалы времени в одном и том же канале и спектре частот. Аппаратура многоканальной связи должна преобразовывать сигналы тональной частоты в такие линейные спектры, чтобы они не совпадали и между ними были защитные интервалы, но находились в пределах отведенной линии полосы частот. Для этого передающее и приемное устройства содержат комплекты преобразователей частоты и полосовые фильтры, количество которых определяется количеством каналов многоканальной системы. При использовании в многоканальной системе передачи информации временного метода разделения каналов передача сигналов отдельных сообщений по линии происходит поочередно. Основные преимущества рассмотренных способов импульсной модуляции по сравнению с частотным заключаются в отсутствии в многоканальной аппаратуре большого числа дорогостоящих канальных фильтров. Однако широкое применение импульсные методы получили в многоканальной аппаратуре с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ). Классификацию аппаратуры многоканальной связи можно проводить по нескольким признакам: по виду уплотняемых цепей, по способу организации связи, по полосе используемых частот и т. д.

56.Высокочастотная связь по линиям электропередач. В энергетике каналы ВЧ связи по ЛЭП составляют около 50 % всех каналов связи. В последние годы ВЧ связь стала широко применяться на горных предприятиях для организации диспетчерской и технологической связи с подстанциями и удаленными технологическими участками, а также для передачи сигналов телеизмерения и телеуправления. Широкое применение этой связи обусловлено низкими капитальными затратами на их сооружение, минимумом затрат на эксплуатацию, высокой надежностью и хорошим обслуживанием, а также тем, что направление ЛЭП совпадает с направлением передачи информации. Использование ЛЭП для связи потребовало разработки и организации выпуска специальной высокочастотной аппаратуры связи и аппаратуры присоединения и обработки ЛЭП, состоящей из конденсаторов связи, фильтров, заградителей и элементов защиты. Указанная аппаратура служит для снижения затухания токов ВЧ при прохождении через оборудование ЛЭП (выключатели, разъединители, трансформаторы), обладающие для них низким сопротивлением, и для обеспечения электробезопасности персонала узлов связи. Передача информации по ЛЭП осуществляется в диапазоне частот 18  600 кГц в сетях с напряжением 6 – 35 кВ и на частотах 36 – 600 кГц в сетях 110 кВ и выше. Каналы ВЧ связи по ЛЭП служат для организации диспетчерской связи, технологической связи, линейно-эксплуатационной связи и передачи сигналов телеизмерений и телеуправления. ВЧ связь по ЛЭП происходит в условиях высокого уровня помех от коронирования проводов, повреждений изоляции, коммутации высокого напряжения и перенапряжений в ЛЭП вследствие атмосферных явлений. Для подавления помех в каналах применяют разные меры: повышение уровня передаваемого сигнала, использование помехоустойчивых методов передач, сужение передаваемой полосы частот, выбор рациональной схемы подключения ВЧ аппаратуры к проводам. ВЧ аппаратура может подключаться к проводам линии электропередачи несколькими способами (схемами): фаза-земля, фаза-фаза, грозозащитный трос- земля, трос-трос, провод-провод расщепленной фазы, два троса-земля. Наибольшее распространение, особенно в распределительных сетях 6  35 кВ, имеет схема фаза-земля как наиболее экономичная – в каждом пункте требуется минимум аппаратуры присоединения и обработки. При большом числе ВЧ каналов аппаратуру можно подключать к различным фазам. Каналы связи бывают простыми и сложными. Простые состоят только из двух комплектов оконечной ВЧ аппаратуры. Сложные каналы имеют промежуточные усилители, ВЧ обходы приключательных пунктов, подстанций и т. д. Для защиты аппаратуры связи от грозовых перенапряжений после конденсатора стоит вентильный разрядник ВР. К этой же точке подключен разъединитель, служащий для заземления ВЧ тракта при монтаже и техническом обслуживании аппаратуры связи.

57.Каналы связи по радио. Радиосвязь на горных предприятиях находит применение на всех ступенях управления производством. При этом различают несколько типов функциональных радиосетей: - диспетчерские радиосети – для связи диспетчеров предприятий и цехов предприятий с подчиненными им объектами;- радиосети телемеханики – для передачи сигналов о состоянии оборудования на необслуживаемых трансформаторных подстанциях, насосных станциях и др. и управления их работой; - радиосети обслуживания – для связи с геологическими партиями и ремонтно-восстановительными бригадами, осуществляющими централизованное обслуживание горных машин, линий электропередач и подстанций; - монтерская радиосеть – для связи отдельных монтеров и обходчиков ЛЭП и ремонтных автомашин с диспетчером и между собой. Радиосвязь принято характеризовать рядом параметров: рабочей частотой, мощностью передатчика, дальностью связи, стабильностью, помехоустойчивостью, категорией передаваемых сигналов, родом электропитания и др. Известно, что дальность связи и ее стабильность зависит от мощности передатчика, частоты радиосигнала и особенности распространения радиоволн, которые при этом претерпевают изменения за счет преломления, отражения, дифракции и интерференции. Большое влияние на радиосвязь в других диапазонах оказывают атмосферные и промышленные помехи, в том числе и помехи от соседних по частоте радиостанций. Влияние помех ослабляют повышением мощности передатчиков и применением ЧМ, ФМ и импульсной модуляции. Для повышения стабильности и качества приема передатчики и, особенно, радиоприемники выполняют по сложным схемам. Так радиоприемники делают по схеме супергетеродинного приема с автоматической регулировкой усиления, автоподстройкой частоты гетеродина, автоматическим шумоподавлением и т. д. На горных предприятиях используют радиостанции, разработанные и выпускаемые для железнодорожного транспорта, энергетики и автотранспорта, работающие в УКВ диапазоне. Широко применяют для связи удаленных предприятий с административными центрами радиорелейную связь и транкинговую связь. Сейчас в мире существуют аналоговые и цифровые транкинговые системы, отличающиеся друг от друга элементами управления. Сотовая связь. Применение традиционных методов организации радиосвязи, при которых на большую территорию распространяется радиосигнал от мощной радиостанции, неприемлемо для связи с подвижными абонентами в условиях крупных городов, потому что мощность передатчика передвижной, обычно носимой человеком радиостанции должна быть большой, а это приведет к облучению человека. Во-вторых, для уменьшения размеров радиостанции и ее антенны связь ведут в УКВ диапазоне, но при этом в удаленных зонах от стационарной радиостанции за высокими зданиями образуются радиотени и там связь прерывается. Для устранения этих недостатков традиционных методов радиосвязи в крупных городах связь с подвижными абонентами ведут, распределяя по территории города, много стационарных радиостанций так, чтобы они отстояли друг от друга на 1,5 – 2 км. Обычно в центре стоит центральная стационарная радиостанция, а вокруг неё в первом круге 6, во втором 12 и т. д. радиостанций.