Лекция №2. Линии связи возникли одновременно с появлением электрического телеграфа, т.е

Линии связи возникли одновременно с появлением электрического телеграфа, т.е. свыше 150 лет назад. Сперва кабельные линии – плохая изоляция и подземные кабельные линии уступали место воздушным л.с.

1854 г. Воздушная л.с. Петербург – Варшава

1870-ые г. была построена воздушная телеграфная линия Москва – Владивосток.

км.

1939 г. – высокочастотная телефонная магистраль Москва – Хабаровск

км.

Создание первых кабельных линии связано с именем русского ученого П.Л. Шиллинга.

1812 г. демонстрация взрывов мин по изолированному проводу П.Л. Шиллинг.

1851 г. с постройкой железной магистрали Москва – Санкт-Петербург проложили

телеграфный кабель изолированный гутаперчей.

1852 г. Первый проводной кабель через р. Двину.

1879 г. через Каспийское море Баку – Красноводск.

1866 г. вступила в строй кабельная трансатлантическая магистраль телеграфной связи

между Францией и США.

1882 – 1884 гг. в Риге, Одессе, Москве были построены первые телефонные сети.

Важный этап в развитии техники связи связан с изобретением электронной лампы.

1912 г. – 1913 г. освоение производства эл. вакуумных ламп.

1917 г. В.И. Коваленков разработал и испытал на линии телефонный усилитель.

Дальность телеграфной и телефонной связи увеличилась в несколько раз.

30-ые годы – развитие многоканальных систем передачи.

1935 г. – изобретен ВЧ коаксиальный кабель.

Массовое изготовление началось с началом производства ВЧ диэлектриков эскаион, ВЧ керамики, полистирола, стирофлекса, фторопласта, полиэтилена. Основное достоинство – широкополосность.

1936 г. Первая коаксиальная линия на 240 каналов ВЧ телефонирования.

1956 г. Подводная коаксиальная магистраль между Европой и Америкой для

многоканальной телефонной связи.

1965 - 1967 гг. Первые опытные волноводные линии связи, а также криогенные

сверхпроводящие кабельные линии с весьма малым затуханием.

1970 г. Работа по оптоволоконным линиям.

Виды линий связи и их основные свойства.

На современном этапе развития резко увеличился объем информации. Чтобы общество развивалось полноценно должно быть следующее соотношение.

Объем информации = (прирост валового продукта)²

ОИ = (ПВП)²

Связь - составная часть производственного процесса общества и процесса развития его. Наиболее важным звеном в системе связи является линия связи, по которой передается информационный электромагнитный сигнал от одного абонента к другому и обратно.

Эффективность работы систем связи определяется во многом качеством работы линии связи.

Различают два основных типа линий связи: линии в атмосфере (радиолинии) и направляющие линии передачи (линии связи).

а) Линии в атмосфере (радиолинии).

Отличительная особенность – наличие пространства распространения (космос, воздух, земля, вода и т.д.). Дальность от нескольких сотен метров до сотен миллионов километров – расстояний между автоматическими КА и земными станциями. Особенность направляющих линий связи то, что распространение электромагнитной энергии происходит по специально созданным цепям и трактам линий связи.

В зависимости от длины волны сигналы по радиолиниям распространяются следующим образом:

СВ, ДВ – поверхностный луч.

КВ – пространственный луч.

УКВ – прямая видимость.

СВ, ДВ, КВ – малый объем информации т.к.

полоса частот узкая, но на дальние расстояния.

Основной недостаток ДВ, СВ и КВ диапазонов – узкополосность. Обычно

, где

- ширина полосы частот информационного сигнала

- несущая частота.

Чтобы уменьшить этот недостаток стали осваивать более высокие частоты (ДМ, СМ, ММ и оптические диапазоны), что позволило резко расширить, повысить пропускную способность радиоканала, создать узконаправленные системы радиосвязи на базе направленных оптических систем и лазерных устройств. Это обстоятельство привело к резкому уменьшению помех и улучшению показателей ЭМС.

Линии радиосвязи, работающие на СВ, ДВ и КВ имеют пропускную способность (1-2 канала ТЧ) и подвержены помехам.

Радиорелейные линии (РРЛ).

Работают на ДМ, ММ – волнах в пределах прямой видимости.

=50 км (70 – 100) км; h = (50 – 70) Число каналов (300…1920)

r = 12500 км.

1) телевидение.

2) радиофикация.

3) связь.

Спутниковые линии связи (СЛ). Как и РРЛ используют СМ диапазон длин волн.

Они действуют на принципе ретрансляции сигналов, осуществляемой аппаратурой, расположенной на ИС3.

СЛС позволяют осуществить многоканальную

связь на очень большие расстояния.

3 геостанционных спутника позволяют охватить

связью весь земной шар.

Телевидение

Радиовещание в труднодоступные

Газеты районы Крайнего Севе-

ра, Востока, Сибири.

Достоинства – большие расстояния, боль-

шая зона действия.

Недостаток – большая стоимость.

б) Линии связи на основе направляющих систем.

Достоинства – обеспечивает требуемое качество передачи сигналов.

- высокая скорость передачи.

- большая защищенность от влияния сторонних полей.

- хорошие показатели характеристик ЭМС.

- простота оконечных устройств.

а) и б) не противостоят друг другу, а дополняют друг друга и способствуют созданию ЕАСС.

Различают три основных типа линий связи:

1) – кабельные (КЛ).

2) – воздушные (ВЛ).

3) – волоконно-оптические (оптические кабели ВОКЛ) (ВОЛС).

- 1 и 2 создаются на основе системы проводник – диэлектрик

- 3 – представляют собой радио электрические волноводы, направляющая система которых

состоит из диэлектриков с различными показателями преломления.

1 и 2 работают в Кгц и МГц диапазонах и части ГГц.

3 – работают в диапазоне длин волн = (0.8…1,6) мкм.

Этот вид линий связи рассматривается как наиболее перспективный

Достоинства: - низкие потери.

- большая пропускная способность.

- малые масса и габариты.

- экономия цветных металлов.

- Высокая степень защищенности от внешних и внутренних помех.

Системы многоканальной передачи по линиям связи.

На линиях связи организуются аналоговые и цифровые системы передачи информации (АСП и ЦСП). Аналоговые системы передачи основаны на частотном разделении сигналов. Используется система фильтров. В качестве базового принят телефонный канал шириной полосы – 4 Кгц – канал тональной частоты (ТЧ). Чем шире полоса частот, которую можно передавать по ЛС, тем больше можно получить каналов и дешевле их стоимость.

ЦСП информации основан на временном разделении каналов. Здесь передача информации осуществляется поочередно. В этом случае по линии распространяются импульсы определенной последовательности и длительности. Для этого все сигналы кодируют. Сейчас используется ИКМ с импульсами мкс и нс длительности.

Достоинства ЦСП: - большая дальность связи.

- защищенность цепей.

- возможность создания единой интегральной системы связи.

- простота технологии производства аппаратуры ЦСП.

- возможность использования ЭВМ в линиях связи.

- автоматизация передачи данных.

- высокая помехозащищенность.

Недостаток: расширение полосы частот 1-ого телефонного канала с 4 Кгц до 64 Кгц.

Типы связей – магистральная связь до 12500 км.

- зоновая связь до 600 км.

- Городская связь.

- Сельская связь.

Наибольшее применение получили аналоговые системы передачи по коаксиальным кабелям типа К-1920, К-3600. Внедряются системы К-5400, К-10800.

По малогабаритным коаксиальным кабелям широко используются система К-300.

Междугородная связь – симметричный кабель. Система К-60 или К-1020.

Сельская связь базируется на облегченных пластмассовых кабелях и систем передачи на 6 или 12 каналов.

Для соединительных линий ГТС применяется в основном цифровая система (ИКМ-30). Ранее использовалась аналоговая «Кама».

Для оптических линий связи предназначена цифровая система передачи информации с аппаратурой ИКМ-30 и ИКМ-120 (ГС), ИКМ-480 (ЗС) и ИКМ-1920 (МС).

Направляющие системы передачи.

Направляющая система (НС.) – это устройство, предназначенные для передачи электромагнитной энергии в заданном направлении.

Таким канализированным свойством обладает проводник, диэлектрик и любая граница раздела двух сред с различными диэлектрическими свойствами (металл–диэлектрик, диэлектрик–воздух, диэлектрик-диэлектрик).

Роль направляющей системы могут выполнять метал. линия (кабель, волновод) диэлектрическая линия из материала с >1 (диэлектрический волновод, волоконный световод) а также металлодиэлектрическая линия (линия поверхности волн).

Современные направляющие системы делятся на:

- воздушные линии связи (ВЛС)

- симметричные кабели (СК)

- коаксиальные кабели (КК)

- сверхпроводные кабели (СПК)

- волноводы (В)

- световоды (С)

- оптические кабели (ОК)

- линии поверхностной волны (ЛПВ)

- диэлектрические волн. (ДВ)

- ленточные кабели (ЛК)

- полосковые линии (ПЛ)

- радиочастотные кабели (РЧК)

Оптический кабель – скрутка из оптических волокон-световодов, объединенных в единую конструкцию. Сверхпроводящий кабель – имеет коаксиальную конструкцию весьма малых габаритов, помещенную в условия низких отрицательных температур (-269⁰ С).

Направляющие системы могут быть классифицированы по и .

Направляющая система	Частота		Возможное число телефонных каналов	Существующая система связи
ВЛ Симметричный кабель Коаксиальный кабель Волновод Световод (оптический кабель)	10^5 10^6 10^8 10^10 – 11 10^13 - 14	Км 100 м   м мм мкм	10^3…10^4 10^5 10^5	В-12 К60, К-1020   К-1920, К-3600, К-10800 - ИКМ480, ИКМ1920, ИКМ7680.

Основные требования к линиям связи.

1. Дальность связи 12500 в стране

25000 международные

2. Широкополосность и пригодность для передачи различных видов современной информации.

3. Защищенность ЛС от внешних и внутренних помех.

4. Стабильность электрических параметров линии, устойчивость и надежность связи.

5. Экономичность системы связи в целом.

Выбор типа и конструкции линии связи определяется не только процессом распространения энергии вдоль линии, ни и необходимостью защитить расположенные рядом все цепи от взаимных влияний. Кабельные диэлектрики выбирают из условия минимальных потерь в линиях связи, обеспечения максимальной дальности связи.

Направления развития кабельных ЛС:

1. Развитие коаксиальных систем, позволяющих организовать мощные пучки связи и передачу

программ телевидения на большие расстояния по одно-кабельной системе связи.

2. Создание и внедрение оптических кабелей связи.

3. Широкое внедрение в кабельную технику пластмасс (полиэтилена, полистирола, полипропилена и др. имеющих хорошую механическую прочность и характерные электрические свойства.

4. Внедрение стальных и пластмассовых оболочек вместо свинцовых.

5. Разработка и внедрение экономичных конструкций кабелей.

6. Электрогерметичность, защита передаваемой информации от внешних электромагнитных полей.

7. Повышение электрической прочности изоляции кабелей.

Дата добавления: 2014-01-07