Тема 5. Временное разделение каналов связи

При временном разделении (ВРК) сигналы каждого канала дискретизируются и их мгновенные значения передаются последовательно во времени. Таким образом, каждое сообщение передаётся короткими импульсами - дискретами. По одной линии связи за определённый промежуток времени - период повторения, который отводится для передачи, можно передать соответствующее число таких сообщений.

По упрощённой структурной схеме системы с ВРК сообщение, например, при телефонной связи в виде звуковых сигналов, поступает во входной преобразователь Пвх, где звуковые колебания преобразуются в электрические. Распределители передающей Р1 и приёмной Р2 сторон должны работать синхронно и синфазно. Переключение распределителей осуществляется от импульсов, поступающих от ГТИ.

ИС - источник сообщений;

Пвх - входной преобразователь;

СУ - синхронизирующее и фазирующее устройство;

Р - распределитель;

Пвых - выходной преобразователь;

ГТИ - генератор токовых импульсов;

ПС - получатель сообщения.

В конце каждого цикла в линию связи поступает фазирующий импульс для обеспечения синфазности работы обоих распределителей. Синхронность их работы обеспечивается стабильностью частоты ГТИ передающей и приёмной сторон. Распределитель последовательно подключает цепи для передачи сообщений по соответствующему каналу. Поскольку для передачи сообщений отводится незначительное время, то по линии связи будут следовать короткие импульсы, длительность которых определяется временем подключения распределителем данной цепи. На приёмной стороне вследствие синхронной и синфазной работы распределителей, короткие импульсы поступают на Пвых, где происходит обратное преобразование электрических сигналов в звуковые.

При ВРК между сигналами каждого канала, передаваемыми последовательно во времени по линии связи, вводится защитный временной интервал τ_з , который необходим для устранения взаимного влияния (перекрытия) каналов. Последнее возникает из-за наличия фазочастотных искажений в линии связи, чем вызывается неравномерность времени распространения сигналов различных частот.

Число каналов при ВРК зависит от длительности канальных импульсов τ_u и частоты их повторения, которая при передаче непрерывных сообщений определяется теоремой Котельникова о преобразовании непрерывных сигналов в дискретные.

Таким образом, общее число каналов при ВРК:

[39]

где Т_П — период повторения;

τ_с.м. - длительность синфазирующего импульса;

τ_З - длительность защитного промежутка;

τ_{U -} длительность канального импульса.

Полоса частот, необходимая для организации n каналов при ВРК, определяется минимальной длительностью канального импульса τ_{U min}, которая зависит от числа организуемых каналов связи и характеров сообщения, определяется из выражения:

[40]

где К_П - коэффициент, зависящий от формы импульса (для прямоугольного импульса Кп≈О,7).

Определим полосу частот, необходимую, например, для организации 12 телефонных каналов при ВРК. Длительность импульса при организации по линии связи 12 телефонных каналов определится из следующих соображений. Период повторения:

[41]

где, - частота повторения, которая определяется выражением

Для передачи принимают Гц, тогда

Из выражения [39]:

[42]

Принимая , и зная, что n= 12 получим:

[43]

откуда:

[44]

Подставляя в последнее выражение значения T_П = 125 мкс и n=12, получим ≈1 мкс.

Зная длительность канального импульса и принимая Кп=0,7 из выражения [40] находим:

Таким образом, полоса частот для организации 12 телефонных каналов при ВРК значительно превышает полосу частот, требуемую для организации такого же числа каналов при ЧРК, которая равна 48 кГц (12[3400+600]=48000Гц). Следовательно, использование ВРК для передачи аналоговых сообщений (например, телефонных, факсимильных, телевизионных) имеет ряд ограничений. В; .тоже время передача дискретных сообщений (телеграфные, телемеханики, передача данных) при ВРК даёт существенные преимущества. Это объясняется тем, что дискретные сигналы при данных видах сообщений имеют значительную длительность, а спектр частот таких сигналов располагается в нижней части частотного диапазона, следовательно, длительность и период повторения канальных импульсов могут быть сравнительно большими, что значительно снижает требуемую полосу частот.

При ВРК для согласования сообщения с каналом связи могут использоваться различные виды канальной модуляции.

К недостаткам ВРК следует отнести сравнительно широкую полосу частот, требуемую для передачи сообщений; сложность коммутационного оборудования (распределителей) при организации значительного числа каналов связи и необходимость коррекции фазочастотных характеристик линии связи для устранения взаимного влияния каналов связи.