|
| |
|
Слаботочка Книги зуемых по кабелю парной скрутки), то ширина полосы канала становится равной 8 кГц, а соответствующие несущие располагаются в середине частотного спектра, отведенного для каждого канала. Поскольку модуляция с двумя боковыми полосами оказьшается в известной степени расточительной в отношении требуемой полосы частот, то всякий раз, когда дополнительные расходы на оконечное оборудование оказываются оправданными, используется модуляция с одной боковой полосой (ОБП). В системах передачи с ОБП несущая частота располагается либо в верхней, либо в нижней части спектра соответствующего канала в зависимости от того, какая из боковых полос - верхняя или нижняя - выбрана для передачи. В системе передачи А5 с оборудованием индивидуального преобразования фирмы Bell System используется модуляция с нижней боковой. Иерархия систем с ЧРК. Чтобы стандартизировать оборудование различных широкополосных систем передачи, используемых на сетях связи, фирма Bell System установила иерархию систем передачи с ЧРК, которая представлена в табл. 1.4. Каждый уровень иерархии реализуется некоторым набором стандартных модулей системы с ЧРК. Оборудование группообразования многоканальной связи не зависит от вида среды передачи, используемой для широкополосных систем передачи. Все оборудование группообразования в иерархии систем с ЧРК строится с учетом передачи сигналов с ОБП. Таким образом, каждый речевой канал занимает полосу частот шириной 4 кГц. Стандартный блок самого нижнего уровня иерархии - это оборудование первичной группы, образуемой 12 каналами ТЧ. Эта стандартная первичная группа занимает общую полосу частот шириной 48 кГц. На рис. 1.15 приведена структурная схема оборудования группообразования 12-канальной группы А5. Это наиболее распространенный канало-образующий блок типа А, используемый на первом уровне группообразования. Двенадцать модуляторов, на которые подаются сигналы 12 различных несущих частот, формируют 12 сигналов с двумя боковыми полосами частот, как показано на рисунке. Далее модулированный сигнал каждого канала поступает на полосовой фильтр. Таблица 1.4. Иерархия систем ЧРК фирмы Bell System Входы каналов ТЧ
 Выход 12-каналы >й первичной группы 6*1 Модуляторы Полосовые фильтры Рис. 1.15. Структурная схема оборудования первичной группы типа А5 оторый пропускает из двух боковых полос одну - нижнюю. Груп-овой сигнал образуется суперпозицией сигналов отдельных каналов, случаемых на выходе фильтров. Оборудование разделения на прием-)м конце строится аналогично, но все преобразования выполняются обратном порядке. Заметим, что полосовой фильтр не только подавляет верхнюю .>ковую полосу, но и ограничивает нижнюю боковую полосу. Поэто-у эти фильтры являются наиболее важными для телефонной сети лементами, которые и определяют полосу частот канала ТЧ. Так £к группообразование с ЧРК используется на всех междугородных 1иниях связи, то соединительный тракт для всех междугородных единений имеет полосу частот несколько менее 4 кГц. Пупиновские [атушки, о которых уже говорилось, также обусловливают анало-лчные ограничения полосы частот канала ТЧ. Как показано в табл. 1.4, второй уровень иерархии систем с РК образует 60-канальная группа, которую называют вторичной уппой. На рис. 1.16 представлена структурная схема второй ступени реобразования, позволяющей формировать вторичную группу LMX утем объединения пяти 12-канальных первичных групп. Выходной нейный сигнал бО-канальной группы идентичен сигналу, который жно было бы образовать путем индивидуального преобразования [гналов отдельных каналов, занимающих полосу частот шириной кГц, и последующей передачей их в полосе частот от 312 до 52 кГц. Прямая передача сигналов 60 каналов при индивидуальном реобразовании требует 60 различных несущих частот и 60 инди-идуальных преобразователей, включая модуляторы и полосовые (ильтры, позволяющие вести передачу с ОБП. В то же время исполь-fвaыm иерархического преобразования частоты позволит построить шогоканальную систему LMX, используя лишь пять групповых [реобразователей второй ступени и пять стандартных модулей лее низкого уровня иерархии. Таким образом, двухуровневое ;1реобразование такое, как при образовании вторичной группы LMX, Входы 12-канальных групп  Выход 60-канальной вторичной группы 612 Модуляторы Полосовые фильтры Рис. 1.16. Структурная схема оборудования вторичной группы типа LMX требует дополнительно общего оборудования, но позволяет получить экономию за счет использования общих стандартных блоков . Поскольку объединение сигналов первичных групп на второй ступени преобразования выполняется без введения защитных промежутков, то в оборудовании группообразования вторичной группы LMX необходимо обеспечить высокую точность при выборе несущих частот и настройке полосовых фильтров. В системах многоканальной связи более высокого уровня сигналы систем более низкого уровня обычно не размещают близко друг к другу. Например, основная группа не обеспечивает размещения одного речевого канала в каждой четырехкилогерцовой полосе частот. Практически оказывается нецелесообразным поддерживать на более высоких частотах малый частотный интервал между широкополосными сигналами. Кроме того, сигналы, образованные на более высоком уровне иерархии группообразования, обычно включают контрольные частоты, по которым идет настройка системы с целью обеспечения требуемого качества передачи и восстановления несущей. 1.2.6. Широкополосные среды передачи Как предварительно обсуждалось, системы передачи по кабелю парной скрутки широко используются в районах действия одной телефонной станции сети. Однако, если требуется либо организовать большое число каналов, либо обеспечить передачу на большие расстояния, то экономически более выгодно осуществлять связь с помощью среды передачи с более широкой полосой частот. Инженеры фирмы Bell System разработали новое устройство каналообразования, которое позволяет сразу формировать вторичную группу [3]. Разработка этой системы явилась следствием роста числа направлений с высокой нагрузкой, что оправдывает разработку дополнительного оборудования, оптимизированного в соответствии с конкретным применением. Максимальное число речевых каналов, которые можно организо-по одной кабельной паре, равно 24, если используется анало-ая каналообразующая аппаратура № 3, или 96, если используется ровая каналообразующая аппаратура Т2. В то же время по одной эке коаксиального кабеля типа L5E можно передать 13 200 рече-сигналов. Кроме коаксиального кабеля, существуют и другие рокополосные среды передачи: радиорелейные линии связи, &темы спутниковой связи, волноводы и оптические кабели, кнология изготовления которых совершенствуется быстрыми Ьмпами. Источниками света при организации связи по оптическому 1Ю являются лазеры и светоизл у чающие диоды, которые лучше его функционируют в импульсном режиме. Вот почему оптические (абели связи разрабатываются, главным образом, с ориентацией применение цифровых методов передачи. Вместе с тем уже ?работаны и аналоговые оптические кабельные системы, которые ут использованы для кабельного телевидения, где необходимо еспечить минимум расходов на оконечные устройства. Коаксиальный кабель. Системы связи по коаксиальному кабелю пользуются преимущественно там, где необходимо организовать вязь на большие расстояния, т. е. на междугородной сети. Перы>1Й (Мпущенный промышленностью коаксиальный кабель был проложен р1941 г.; по нему было организовано 480 речевых каналов при Йсстоянии 322 км между городами Миннеаполис, шт. Миннесота, I Стивене-Пойнте, шт. Висконсин [3]. Для компенсации затухания гз каждые 8,8 км были установлены усилители. Учитывая, что кксимальное число каналов ТЧ, которые можно было в то время ганизовать по воздушной или кабельной линии связи, составляло очевидно, что введение коаксиальной трубки было значитель-Щгм достижением. С тех пор емкость коаксиального кабеля постоян-увеличивается, во-первых, за счет уменьшения затухания при спользовании кабеля большего диаметра (0,95 см), во-вторых, из-за еньшения расстояния между усилителями и, в-третьих, из-за 1шения характеристик промежуточных усилителей: отношения гнал-шум, линейности, полосы частот. fx Перечень характеристик аналоговых систем передачи на базе аксиального кабеля, которые используются фирмой Bell System, 1веден в табл. 1.5. f. Таблица 1.5. Характеристики систем передачи на коаксиальных кабелях, j используемых на сети связи фирмой Bell System
ло пар показано как отношение числа задействованных пар в кабелях к их общему числу. Заметим, что в каждой системе имеется одна резервная пара трубок, которая предусмотрена на случай повреждения одной из действующих пар - это обстоятельство особенно важно, если учесть, какой объем нагрузки пропускает каждая трубка коаксиального кабеля. Радиорелейные линии связи. Значительным импульсом к развитию систем радиорелейной связи явилась потребность охватить телевизионной связью всю территорию страны. Однако по мере того, как постоянно возрастал объем междугородной телефонной нагрузки, оказалось, что радиорелейные системы связи являются также экономически самыми выгодными средствами передачи на междугородной сети связи. Начиная с 1948 г., когда первая радиорелейная система была установлена между Бостоном и Нью-Йорком, число радиорелейных систем возросло настолько, что на их долю приходится 60% общей длины телефонных каналов на междугородной сети США. Радиорелейные системы обеспечивают передачу сигналов в пределах прямой видимости, причем ретрансляторы обычно размещаются через каждые 42 км. Основное преимущество радиосистем состоит в том, что не требуется полосы отчуждения - всего лишь небольшие участки земли, расположенные на расстоянии 32 ... 48 км друг от друга, для вышки и помещения, где размещено оборудование. Основную долю расходов при использовании проводных средств передачи, например симметричных кабелей, коаксиальных кабелей или волноводов составляют расходы, связанные с полосой отчуждения. Во многих районах США направления радиорелейной связи сильно перегружены и их емкость нельзя увеличить при принятом на сегодняшний день распределении радиочастот. Поэтому применение коаксиальных кабелей, волоконно-оптических линий связи и, возможно, некоторых волноводных систем иногда является единственной альтернативой использованию радиорелейных систем при организации направлений большой емкости. Распределение радиочастот, принятое в США Федеральной комиссией по связи применительно к частотным системам общего пользования, приведено в табл. 1.6. Из приведенных в табл. 1.6 наиболее широко используются спектры частот 4 ... 6 ГГц. Полоса частот в диапазоне до 2 ГГц широко не используется, поскольку отводимые радиоканалам полосы частот оказываются настолько узкими, что не удается получить Таблица 1.6. Распределение СВЧ частот, принятое в США для частотных систем общего пользования
номически оправданное число телефонных каналов. Главным не-р:татком полосы частот в диапазоне 11 ГГц является большое з;.а-гхание сигналов данного спектра частот, обусловленное осадка1чи дааде дождя. Вместе с тем в некоторых случаях на коротких Щц-1Х связи радиосистемы в диапазоне частот 11 ГГц находят прщи-яение. Щ Типы радиорелейных систем, используемых на сети связи, овб-живаемой фирмой Bell System, приведены в табл. 1.7. Таблица 1.7. Аналоговые радиорелейные системы связи
Заметим, что каждая радиорелейная система связи предназнаа-1йена для использования в сочетании с одной из систем передач: и, соответствующей определенному уровню иерархии группообразов&а-.я, описанной выше. В любой из этих радиорелейных систем, за рсключением AR-6A, применяют частотную модуляцию (ЧМ) с маа-индексом модуляции сигнала, генерируемого многоканальной схемой с ЧРК. Таким образом, радиорелейная система с ЧМ обелс-чивает передачу сигнала с ОБП - ЧРК как группового сигна.гпа полосой частот, указанной в табл. 1.4. Частотная модуляция быупа Йыбрана для того, чтобы можно было использовать нелинейньхе асилители мощности в передатчиках и, кроме того, обеспечижгь ьшое отношение сигнал-шум, которое составляет преимущество стем с ЧМ. Сопоставление табл. 1.6 и 1.7 показывает, что ширина полос :ы SacTOT, отводимой для каждого телефонного канала, в радиосист-iie TD-2 равна 13,3 кГц, а в системе ТН-3 - 14,3 кГц. Такя Плотность размещения каналов достигается за счет непрерывногг-о усовершенствования оборудования частотной модуляции. Несмотроя Ш то, что возможность некоторого увеличения числа каналов ещде тается, ситуация такова, что разработчики практически приблиз1ч1-fSHCb к теоретическому максимуму эффективности ЧМ. Следовательно, частотная модуляция всегда сопровождается значительны :м расширением исходной полосы частот шириной 4 кГц отдельньх телефонных каналов с ОБП. В противоположность этому разрабог-Чики фирмы Bell System непрерывно ведут испытания радиорелейное й 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 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||