Кловский Д.Д. и др. Теория электрической связи (1999) (1151853), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Этот вид электросвязи по сравнению с телеграфной отличается более высокими требованиями к скорости и верности передачи информации. Ханалом связи называется совокупность средств, обеспечивающих передачу сигнала от некоторой точки А системы до точки Б (рис. 1.3). Точки А и Б могут быть выбраны произвольно, лишь бы между ними проходил сигнал. Часть системы связи, расположенная до точки А, является источником сигнала для этого канала.

Если сигналы, поступающие на вход канала и снимаемые с его выхода, являются дискретными (по уровням), то канал называется дискретным. Если входные и выходные Канал связи сигналы канала являются получатель непрерывными (по уров- Б сообщений НЮ), то И Канал НазЫваеТ- ся непрерывным. Встреча- ются также дискрегппо-непрерывные и непрерывно-дискрегппые каналы, на вход которых поступают дискретные сигналы, а с выхода снимаются непрерывные, или наоборот.

Из сказанного видно, что канал может быть дискретным или непрерывным независимо от характера передаваемых сообщений. Более того, в одной и той же системе связи можно выделить как дискретный, так и непрерывный канал. Все зависит от того, каким образом выбраны точки А и Б входа и выхода канала. Канал связи можно характеризовать так же, как и сигнал, тремя параметрами: временем тк, в течение которого по каналу возможна передача, динамическим диапазоном .0„и полосой пропускания канала Гю Под динамическим диапазоном канала понимают отношение допустимой мощиости передаваемого сигнала к мощности неизбежно присутствующей в канале помехи, выраженное в децибелах.

Типы каналов, по которым передаются сигналы, многочисленны и разнообразны, Различают каналы проводной связи (воздушные, кабельные, световодные и др.) и каналы радиосвязи. Кабельные линии связи являются основой магистральных сетей дальней связи, по ним осуществляется передача сигналов в диапазоне частот от десятков кГц до сотен МГц. Весьма перспективными являются волоконно-оптические линии связи.

Они позволяют в диапазоне 600...900 ТГц (0,5...0,3 мкм) обеспечить очень большую пропускную способность (сотни ТВ или сотни тысяч ТФ каналов). Наряду с проводными линиями связи широко используются радиолинии различных диапазонов (от сотен кГц до десятков ГГц). Эти линии более экономичны и незаменимы для связи с подвижными объектами. Наибольшее распространение для многоканальной радиосвязи получили радиорелейные линии (РРЛ) метрового, дециметрового и сантиметрового диапазонов на частотах от 60 МГц до 15 ГГц. Разновидностью РРЛ являются тропосферные линии с использованием отражений от неоднородностей тропосферы.

Все большее применение находят спутниковые линии связи — РРЛ с ретранслятором на ИСЗ. Для этих линий (систем) связи отведены диапазоны частот 4...6 и 11...275 ГГц, Большая дальность при одном ретрансляторе на спутнике, гибкость и возможность организации глобальной связи — важные преимущества спутниковых систем. Общими признаками непрерывных каналов являются следующие. Вопервых, большинство каналов можно считать линейными.

В таких каналах выходной сигнал является суммой откликов отдельных входных сигналов и помех (применим принцип суперпозиции), а продукты нелинейных преобразований в канале малы по сравнению с выходными сигналами. Во-вторых, на выходе канала даже в отсутствие полезного сигнала всегда имеются помехи. В-третьих, сигнал при передаче по каналу претерпевает задержку по времени и затухание по уровню. И наконец, в реальных каналах всегда имеют место искажения сигнала, обусловленные несовершенством характеристик канала и нередко изменениями параметров канала во времени. Обобщенной характеристикой канала является его емкость (объем) ~к Тк Рк . )к.

(1.2) Необходимым условием неискаженной передачи по каналу сигналов с объемом Р;, очевидно, должно быть 1с ~ Рк. (1.3) Преобразование первичного сигнала в высокочастотный сигнал часто и преследует цель согласования сигнала с каналом. В простейшем случае сигнал согласуют с каналом по всем трем параметрам, т.е.

добиваются выполнения условий: Тс~ Т« (1.4) При этих условиях объем сигнала полностью "вписывается" в объем канала. Однако неравенство (1.3) может выполняться и тогда, когда одно или два из неравенств (1.4) не выполнены. Это означает, что можно производить "обмен" длительности на ширину спектра или ширину спектра на динамический диапазон и т.д. Пусть, например, записанный на пленку телефонный сигнал, имеющий ширину спектра 3 кГц, необходимо передать через канал, полоса пропускання которого 300 Гц. Это можно осуществить, воспроизводя сигнал со скоростью, в 10 раз меньшей той, с которой он был записан.

При этом все частоты исходного сигнала уменьшатся в 10 раз и во столько же раз увеличится время передачи. Принятый сигнал также записывается на пленку, а затем, воспроизведя его со скоростью, в 10 раз большей, можно восстановить исходный сигнал. Аналогично можно передать сигнал быстрее, если полоса пропускания канала шире спектра сигнала.

Ф Значительно больший интерес представляет возможность обмена динамического диапазона на полосу пропускания. Так, используя широкополосные помехоустойчивые виды модуляции (см. гл.й), можно передать сообщение с динамическим диапазоном, например 60 дБ, по каналу, в котором сигнал превышает помеху всего лишь на 20 дБ. При этом используется полоса пропускания канала в несколько раз более широкая, чем спектр сообщения. В системе связи, представленной на рис.

1.1, передача сообщений осуществляется в одном направлении от источника к получателю. Такой режим связи называется симплексным. Режим, при котором обеспечивается возможность одновременной передачи сообщений в прямом и обратном направлении, называется дуплексным. Возможен и полудуплексный режим, когда обмен сообщений осуществляется поочередно. Система связи называется многоканальной, если она обеспечивает передачу нескольких сообщений по одной общей линии связи. Структурная схема простейшей многоканальной системы связи изображена на рис. 1.4. Здесь первичные сигналы Ь1(г), Ь2(г), ..., Ь„(г), подлежащие передаче, преобразуются посредством модуляторов М1, М2, ..., М„в электрические сигналы и1(г), и2(г), ..., и„(г), а затем смешиваются в аппаратуре уплотнения.

Полученный таким образом групповой сигнал и(г) передается по линии связи. Приемник из принятого колебания г(г) = з(г) + п(г) с помощью устройства разделения (фильтров Ф;) вьщеляет индивидуальные сигналы з,(г), преобразуемые посредством демодуляторов (детекторов) Щ в соответствующие первичные сигналы Ь,(1), Ь,(г), ..., Ь„(г). Для разделения сигналов на приемном конце, очевидно, необходимо, чтобы они различались между собой по некоторому признаку. В практике многоканальной связи преимущественно применяют частотный и временнбй способы разделения. Для обмена сообщениями между многими территориально разнесенными пользователями (абонентами) создаются сети связи, обеспечивающие передачу и распределение сообщений по заданным адресам (в заданное время и с установленным качеством).

Распределение потоков сообщений по заданным адресам осуществляется на узлах связи с помощью коммутационных устройств. По Рис.1.4. Структурная схема простейшей многоканальной системы передачи 16 способу распределения сообщений сети делятся на некоммутируемые и коммутируемые. В первом случае связь между абонентами осуществляется по постоянно закрепленным каналам по принципу "каждый с каждым". Во втором случае абоненты связываются между собой не непосредственно, а через узлы коммутации. Сеть связи представляет собой совокупность оконечных (абонентских) устройств, каналов связи (соединительных лини4 и узлов коммутации.

В зависимости от числа абонентов и размеров обслуживаемой территории сети могут иметь различную структуру: линейную, радиальную, кольцевую, радиально-узловую и т.п. Задача оптимального построения сетей связи является одной из важнейших задач теории и техники связи. Решается эта задача с помощью теории графов и теории массового обслуживания.

1.3. ПОМЕХИ И ИСКАЖЕНИЯ В КАНАЛЕ В реальном канале сигнал при передаче искажается и сообщение воспроизводится с некоторой ошибкой. Причиной таких ошибок являются как искажения, вносимые самим каналом, так и помехи, воздействующие на сигнал. Частотные и временные характеристики канала определяют так называемые линейные искажения. Кроме того, канал может вносить и нелинейные искажения, обусловленные нелинейностью тех или иных звеньев канала.

Если линейные и нелинейные искажения обусловлены известными характеристиками канала, то они, по крайней мере в принципе, могут быть устранены надлежащей коррекцией. Следует отличать искажения от помех, имеющих случайный характер. Помехи заранее не известны и поэтому не могут быть полностью устранены. Помехой называется любое случайное воздействие на сигнал, которое ухудшает верность воспроизведения передаваемых сообщений. Помехи весьма разнообразны как по своему происхождению, так и по физическим свойствам. В радиоканалах часто встречаются атмосферные помехи, обусловленные электрическими процессами в атмосфере, и прежде всего грозовыми разрядами.

Характеристики

Список файлов книги