|
| |
|
Слаботочка Книги Иногда полоса частот отдельной пары проводов разделяется на две полосы, каждая из которых предназначена только для одного направления передачи. Эти системы называют разделенными четырехпроводными системами. Следовательно, термин четырех-проводный следует понимать как обозначение того, что для каждого направления передачи используется отдельный канал, даже если этот канал не реализован отдельным проводом. Примером могут служить радиосистемы, в которых передача в каждом направлении осуществляется обязательно по отдельному каналу; эти системы также называются четырехпроводными. Использование четырехпроводной передачи оказывает непосредственное влияние на системы коммутации междугородной сети связи. Поскольку большая часть цепей междугородной сети связи четырехпроводные, коммутационная система строится таким образом, чтобы осуществлять коммутацию цепей для каждого направления передачи раздельно. Следовательно, необходимо устанавливать два соединительных пути для каждого соединения. В двухпроводных коммутационных системах, применяемых на местных сетях, устанавливают лишь один соединительный путь на каждое соединение. Переход с двухпроводной цепи на четырехпроводную. При установлении междугородных соединений в определенный момент возникает необходимость в переходе с двухпроводной передачи по шлейфам местных сетей на четырехпроводную передачу по междугородным соединительным линиям. Обычно этот переход выполняется в устройствах сопряжения с соединительной линией на оконечной телефонной станции. Однако иногда двухпроводная передача сохраняется и на межстанционных соединительных линиях; тогда переход на четырехпроводную передачу выполняется на следующей коммутационной станции. Соединение двух устройств сопряжения, обеспечивающих переход с двухпроводной цепи на четырехпроводную для случая обычного междугородного соединения показано на рис. 1.12. Основная функция, выполняемая при данном переходе, обеспечивается при помощи диффсистемы, которая сопрягает оба направления передачи, как показано на рисунке. Диффсистемы традиционно реализуются на трансформаторах, соединенных между собой определенным образом [3]. Однако в последнее время разработаны электронные нарианты диффсистемы [6J. Идеальная диффсистема должна обеспечивать передачу всей энергии из входящей ветви четырехпроводной Двухпроводная цепь -z Четырехпроводная цепь Двухпроводная цепь Диффсистема Диффсистема Рис. 1.12. Взаимные соединения двухпроводных и четырехпроводных цепей депи в исходящую двухпроводную цепь, причем входящий сигнал 4етырехпроводной цепи не должен попадать в ее исходящую ветвь. Если полное сопротивление Z схемы согласования в точности совпадает с полным сопротивлением двухпроводной цепи, то можно достичь почти полной изоляции двух направлений при четырехпроводной передаче. Однако двухпроводная цепь обычно является коммутируемым соединением. Таким образом, схема согласования может только аппроксимировать типичное полное сопротивление двухпроводных устройств. Влияние рассогласования полных сопротивлений сказывается в том, что часть энергии сигнала, передаваемого по входящей ветви четырехпроводной цепи, будет поступать на исходящую ветвь и возвращаться к источнику в виде эха. Эффект эха и его контроль на сети связи будет рассмотрен в последующих разделах этой главы. Дуплекс и полудуплекс. Термины полудуплекс и дуплекс , используемые при передачи данных, тесно связаны с принятыми в телефонии терминами двухпроводный и четырехпроводный , хотя и не являются их синонимами. Полудуплексная цепь - это цепь, по которой возможна передача в обоих направлениях, но в каждый момент времени - только в одном направлении . Дуплексная цепь - это цепь, по которой возможна передача в обоих направлениях одновременно. Очевидно, что прямая четырехпроводная цепь между двумя пунктами обеспечивает все возможности, которые имеются при дуплексной связи. Однако двухпроводные цепи также можно использовать для дуплексной связи путем разделения имеющейся полосы частот на две части по одной для каждого направления передачи (разделенная четырехпроводная передача), тот прием часто применяется, если желательно организовать Дуплексную связь при передаче данных на основе двухпроводных устройств при установлении соединения путем набора номера. В то же время наличие четырехпроводных цепей вовсе не означает, что можно обеспечить дуплексную передачу путем одновременной работы обеих пар. Как уже было сказано, на междугородных линиях связи при достаточно больших их длинах необхо-дд1мо вводить эхозаградители, которые обеспечивают надежную блокировку одной пары четырехпроводной цепи, в то время как другая пара находится в работе. Таким образом, каждый раз может работать только одна пара. Арендуемые междугородные линии связи (четырехпроводные), используемые для передачи данных, обычно снабжены эхозаградителями, которые можно отключать так, что могут работать обе пары одновременно. Пупиновские катушки. Кривые затухания, приведенные на рис. 1. 4, показывают, что более высокие частоты спектра речи Определение полудуплекса, данное МККТТ, отличается от определения, принятого в странах Северной Америки. Отличие состоит в том, что в контексте МККТТ полудуплексная связь определяется, как вид работы терминала, а не вид работы самой линии передачи. Полудуплексная цепь по определению МККТТ может обеспечить одновременную передачу в обоих направлениях, однако каждый раз используется только одно направление. X -si 20 С пупинизацией , Без пупинизации -- 2 3 Частота. кГц (до 3 кГц) подвержены затуханию в большей степени, чем низкие. зо\- I Эта зависимость затухания от ча- стоты приводит к искажениям речевого сигнала, которые получили название амплитудных искажений. Амплитудные искажения становят-loh / ся значительными на кабельных парах при большой длине соединительных линий, там, где разница в значениях затухания наиболее велика. , п g Обычный способ борьбы с амп- Рис. 1.13. Влияние пупинизации кабеля сортамента 24 на вносимое затухание ЛИТудными искажениями на параХ при средней длине линий связи 4,8... 24 км состоит во введении искусственной индуктивности на линиях связи. Дополнительная индуктивность обеспечивается с помощью специальных пупиновских катушек, которые подключаются к линии с интервалом примерно 0,9, 1,4 или 1,8 км. На рис. 1.13 показан эффект от введения этих катушек на шлейфе 24-го сортамента. Заметим, что частотная характеристика в полосе речевого сигнала вплоть до 3 кГц значительно улучшается, хотя эффект на более высоких частотах получается резко отрицательным. Пупиновские катушки широко используют на межстанционных соединительных линиях, поскольку длина почти всех этих линий превышает 4 км и в то же время обычно меньше 24 км. Кроме того, пупиновские катушки используют также на более длинных абонентских шлейфах сельских сетей связи. 1.2.4. Абонентские системы эффективной организации связи по кабельной паре Большинство абонентских шлейфов на телефонных сетях общего пользования организуется на отдельных парах проводов, связанных каждая с определенной абонентской установкой (ие включая добавочные телефонные аппараты). Средняя длина этих шлейфов составляет около 3 км. На некоторых шлейфах большой длины для снижения расходов на линейные сооружения применяется совместное использование пар проводов. Один из общих методов, позволяющих нескольким абонентам пользоваться одной парой проводов, состоит в применении линий коллективного пользования. Однако из-за возникновения конфликтных ситуаций при занятии общей линии, а также вследствие зачастую весьма заметного снижения качества передачи речи линии коллективного пользования становятся все менее популярными. Другой способ использования абонентами общих линий связи состоит в применении абонентских систем эффективной организации связи по кабельной паре. В противоположность линиям коллективного пользования абонентские N источников  . М линий э) /v каналов Система соммутации оконечной станции Система коммутации оконечной станции Рис. 1.14. Абонентские системы передачи: а - с концентрацией (N>M), б - с группообразованием Системы позволяют обеспечить такое линии, при использование fOTopoM линия оказывается прозрачной для каждого абонента, а рис. 1.14 показаны два основных типа абонентских систем ективной организации связи по кабельной паре: системы с кон-[ентрацией и системы с группообразованием. Концентрация. Первый тип абонентской системы эффективной рганизации связи по кабельной паре (см. рис. 1.14,а) представляет й типовую систему линейной концентрации. Если смотреть стороны оконечных устройств абонентской системы, то можно радеть, что упомянутая выше абонентская система передачи по Ркабельной паре осуществляет концентрацию путем коммутации Рекоторого числа активных оконечных устройств с меньшим числом рбщих исходящих линий. На другой стороне системы производится расширение путем коммутации общих линий с индивидуальными входящими линиями коммутационной станции, каждая из которых соответствует активному оконечному устройству. Расширение обеспе-чивает полную прозрачность абонентской системы передачи как для Пользователей, так и для системы коммутации, поскольку, по сущест-i?y, станция имеет столько входящих линий, сколько абонентских оконечных устройств. Заметим, что определение того, с какой стороны обеспечивается расширение, а с какой - концентрация, зависит от точки зрения. Имеется в виду, что абонентские системы передачи позволяют каждому абоненту использовать линию передачи независимо от другого, причем так. что он не ощущает влияния других абонентов, которые также могут использовать эту линию.- Прим. перев. Поскольку концентратор не может подключить к линиям связи сразу всех абонентов, которых он обслуживает, то введение концентрации обязательно сопровождается некоторыми потерями вызовов. Если активность абонентов невысока, то можно вводить достаточно большую концентрацию при вполне приемлемых потерях. Например, для обслуживания 40 оконечных абонентских устройств, активность каждого из которых составляет не более 7,5%, можно использовать 10 линий, при этом вероятность потерь по вызовам составляет всего 0,001 . Это вполне приемлемое ухудшение качества обслуживания, поскольку оконечное устройство вызываемого абонента с таким же уровнем активности оказывается занятым в 75 раз чаще. Заметим, что функционирование систем с концентрацией связано с передачей управляющей информации между терминалами, выполняющими коммутацию с расширением (концентрацией). Если на одной стороне системы устанавливается новое соединение по одной из общих линий, то другая сторона должна быть проинформирована об этом, чтобы установить соответствующее обратное соединение. Группообразование. Как видно из рис. 1.9, полоса частот тракта передачи, организованного по паре проводов, значительно превышает полосу частот, требуемую для передачи отдельного речевого сигнала. Таким образом, используя группообразование, можно по одной паре проводов организовать несколько речевых каналов. Увеличение затухания при передаче речевых сигналов, связанное с переходом к более высоким частотам, компенсируется введением усилителей в оборудование группообразования и размещением их в трактах передачи через определенные интервалы. Иллюстрируемый на рис. 1.14,6 метод группообразования используется в системах передачи с частотным разделением каналов (ЧРК). В абонентских системах эффективной организации связи по кабельной паре применяется и другой метод группообразования, основанный на временном разделении при передаче речевого сигнала в цифровой форме. Этот метод более детально будет рассмотрен позже в этой главе. Как видно из рис. 1.14,6, существует однозначное соответствие между абонентскими линиями и каналами в устройстве группообразования. Таким образом, в данной системе в противоположность системе с концентрацией исключена возможность потери вызова. Кроме того, в данной системе не требуется передавать информацию, относящуюся к коммутации, поскольку между абонентскими линиями на одной стороне системы и входящими линиями коммутационной станции существует однозначное соответствие. Основной недостаток абонентской системы эффективной организации связи по кабельной паре с группообразованием состоит в том, что каналы группового тракта оказываются мало загруженными из-за малой активности источников сигналов. В таких случаях можно использовать в системе сочетание концентрации и группообразования. В качестве примера подобной системы может служить цифровой мультиплексор абонентских шлейфов, описанный в следующем разделе. 1.2.5. Модуляция и группообразование Введение кабельных систем в качестве линейных сооружений для увеличения плотности упаковки цепей воздушной линии связи является одним из примеров применения группообразования на релефонной сети. й Этот вид группообразования, называемый группообразованием с пространственным разделением каналов, означает лишь одно: формирование пучков проводов и размещение их в одном кабеле. На телефонных сетях находят применение два других вида группо-разования, в каждом из которых для размещения в полосе частот 0бщей среды передачи нескольких речевых каналов используют электронные элементы. Главенствующим среди всех видов группо-рбразования, которые используются в настоящее время и реализуют-кя с помощью электронной аппаратуры, является группообразование ЧРК при передаче аналоговых сигналов. Вторым видом группо-рбразования, реализуемого с помощью электронного оборудования, является группообразование с временным разделением каналов fCBPK). Оно используется преимущественно при передаче цифровых жигналов и будет рассмотрено в последующих разделах, fii, Группообразование с частотным разделением каналов. При рас-гбмотрении абонентских систем передачи в разд. 1.2.4 предполагалось группообразование с ЧРК. По существу, ЧРК, применяемое в кабель-иых системах, не является столь общим видом, как группообразование с временным разделением цифровых каналов. Однако в большинстве широкополосных систем передачи, описываемых далее, j группообразование с частотным разделением аналоговых каналов является преобладающим. J Как показано на рис. 1.14,6, в системе с ЧРК вся имеющаяся в наличии полоса частот среды передачи разделяется на более узкие полосы или каналы. Отдельные речевые сигналы передаются по отдельным каналам путем амплитудной модуляции несущей, которая выбирается соответственно для каждого канала. В качестве стандартной полосы частот речевого сигнала телефонные компании выбрали полосу частот шириной 4 кГц . Этот выбор явился известным компромиссом между стремлением организовать как можно больше речевых каналов в одной системе передачи, с одной стороны, и поддержать приемлемое качество воспроизведения речи, с другой стороны. Если при передаче используются обе боковые полосы частот, образуемые при амплитудной модуляции (как, например, в системах передачи № 1 и № 2, органи- Вопросы расчета коммутационных систем обсуждаются в гл. 9, откуда можно получить и этот результат. Фактически эффективно передаваемая полоса частот речевого сигнала будет менее 4 кГц и ближе к 3 кГц, что связано с необходимостью введения защитных промежутков между полосами частот отдельных каналов, вследствие неидеальности характеристик канальных фильтров, используемых при ЧРК. i 2 Зак. 1438 1 2 3 4 [5] 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 |