Способы включения постоянного АК

1.На входе или выходе усилителя (рисунок 23):

Рисунок 23

В этом случае характеристика корректора должна быть обратная характеристики затухания линии, а следовательно усиление усилителя не будет зависеть от частоты (рисунок 24).

Рисунок 24

2.В цепи обратной связи (рисунок 25):

Рисунок 25

В данном случае характеристика АК повторяет характеристику затухания линии, и при глубокой обратной связи усиление усилителя будет примерно равно затуханию цепи обратной связи (рисунок 26).

Рисунок 26

Включение АК на входе усилителя обеспечивает большие пределы корректирования, но при этом снижается защищенность сигнала от собственных помех, т.к. уровень сигнала уменьшается на величину затухания корректора. При включение АК в цепь ООС помехозащищенность не снижается, но пределы корректирования ограничены (при большой крутизне АЧХ АК усилитель может самовозбудиться).

Автоматическая регулировка уровней (АРУ)

Для того, чтобы судить о качестве приема группового сигнала, на передаче в его спектр вводят контрольные частоты (КЧ). А на приемной стороне выделяют КЧ специальными приемниками КЧ. Количество КЧ зависит от типа линии передачи. Так для воздушных линий связи достаточно две КЧ, для симметричного кабеля три КЧ, а для коаксиального кабеля достаточно одной КЧ, но в реальных системах передачи для надежности используют две КЧ.

Например, для системы К-60 (12 - 252 кГц) КЧ имеют значение 16 кГц (наклонный ПАК), 112 кГц (криволинейный ПАК) и 248 кГц (плоский ПАК).

Рассмотрим работу системы АРУ на примере СП К-60 (рисунок 27).

Рисунок 27 - Система АРУ

Принцип работы системы АРУ заключается в следующем: сигнал, проходя по линии связи, испытывает затухание, следовательно, изменяется уровень группового сигнала и уровень КЧ, введенных на передаче. Контрольные частоты вырезаются из спектра группового сигнала с помощью кварцевых фильтров, обладающих очень узкой полосой пропускания. Далее сигнал КЧ поступает на выпрямитель, а затем на соответствующую схему сравнения (СС). Если эталонное напряжение и напряжение КЧ не совпадают, то на выходе СС появляется напряжение ошибки, воздействует на соответствующий ПАК. Например, если затухание линии увеличилось, то уровень КЧ на входе и выходе усилителя уменьшился и АРУ по КЧ увеличивает уровень КЧ до номинального значения.

КЧ - это гармоники частоты ЗГ. Частота и уровень КЧ должны быть стабильны. Уровень КЧ выбирается на 10 дБ больше или меньше уровня информационного сигнала.

К цифровым относятся системы передачи, в которых все виды сообщений передаются посредством цифровых сигналов.
Самый распространенный метод аналого-цифрового преобразования – это импульсно-кодовая модуляция (ИКМ).
Преобразование аналогового сигнала в ИКМ осуществляется в три этапа.

1. Дискретизация. Аналоговый сигнал дискретизируется по времени в соответствии с теоремой Котельникова (смотри глава 1.1), при этом образуется последовательность отсчетов этого сигнала (рисунок 28). Этот процесс называется амплитудно-импульсной модуляцией (АИМ).

а)

б)

Рисунок 28 – Сигнал, дискретный по времени

АИМ сигналы бывают двух видов. АИМ первого рода (рисунок 28, а)), когда вершины импульсов повторяют форму аналогового сигнала. АИМ второго рода (рисунок 28, б)), когда вершины импульсов плоские.

Спектральная плотность аналогового и дискретного сигналов представлена на рисунке 29. На приеме исходный сигнал выделяется фильтром нижних частот.

Рисунок 29 – Спектры исходного и АИМ сигналов.

Временная дискретизация непрерывных сигналов и восстановление их происходит с определенной погрешностью. Погрешность дискретизации связана с тем, что реальные сигналы имеют конечную продолжительность и, вследствие этого, неограниченный спектр. Ограничение спектра для выбора частоты дискретизации приводит к тому, что часть спектра оказывается отброшенной и не участвует впоследствии в восстановлении спектра. Этот процесс неизбежен.

На приеме исходный сигнал выделяется фильтром нижних частот. Относительная ширина расфильтровки фильтра:

(2.1)

Это возможно лишь в том случае когда (F_Д - F_В) буде выше F_В.

При выборе F_Д учитываются два фактора:

• фильтр нужно сделать проще;
• F_Д должно быть не много больше 2 F_В.

Поэтому F_Д= (2,2 ÷2,4) F_В. Для цифровых систем передачи F_Д= 8 кГц – стандартная частота.

В результате дискретизации мы получаем сигнал дискретный по времени и непрерывный по амплитуде.

2. Квантование по уровню. На втором этапе осуществляется квантование АИМ сигнала по амплитуде. При этом весь диапазон значений сигнала разбивается на допустимые уровни квантования. При этом интервал между двумя ближайшими уровнями квантования называют шагом квантования и обозначают .

На данном этапе импульсы квантованного по времени АИМ сигнала, заменяются импульсами, амплитуда которых совпадает с ближайшим допустимым уровнем квантования.

Квантованный по амплитуде сигнал можно однозначно записать последовательностью цифр, характеризующих высоту импульсов этого сигнала в условных единицах (шагах квантования). Например в нашем случае квантованный сигнал можно представить в следующей последовательности цифр: (2, 5, 7, 7, 7, 5, 3) D (рисунок 30). Причем по данной последовательности уже не возможно точно восстановить форму исходного сигнала, т.к. амплитуда квантованного сигнала принимает лишь определенные значения, отличные от истинных. Квантование сигналов сопровождается определенной погрешностью, которая тем меньше, чем меньше шаг квантования. Разность между исходным и квантованным сигналами называется шумом квантования (ξ_кв).

(2.2)

Максимальная ошибка квантования не должна превышать половины шага квантования.

(2.3)

Рисунок 30 – Квантование по уровню

3. Кодирование На третьем этапе осуществляется преобразование многоуровнего цифрового сигнала в многоразрядный двоичный сигнал, т.е. ИКМ сигнал. При этом каждому импульсу многоуровнего сигнала, в зависимости от его амплитуды, ставится в соответствие кодовая комбинация, состоящая из m разрядов. Количество разрядов двоичного кода определяется числом амплитудных градаций М. Если максимальное значение кодируемого сигнала равно U_{с max} , то:

, (2.4)

где k равно 2 для двухполярного сигнала или равно 1 для однополярного сигнала.

Например, одноразрядным двоичным числом m=1, можно записать только два состояния 0 или 1, двухразрядным m=2 - четыре состояния, т.е. М = 4. Связь между числом разрядов m и числом возможных состояний М определяется соотношениями:

M=2^m , (2.5)

, (2.6)

В нашем примере используется 8 уровней квантования (0,1,2,3,4,5,6,7) (смотрите рисунок 30), следовательно, минимальное число разрядов должно быть равно 3 (m=log₂8=3).

Множество используемых кодовых комбинаций называется кодом. Простейшим кодом является натуральный двоичный код, у которого кодовые комбинации представляют собой запись номера уровня квантования в двоичной системе счисления. Такая запись имеет вид

, (2.7)

где а принимает значения 0 или 1; m – число разрядов в кодовой группе.

Такой код используется при кодировании однополярных сигналов. Например, в нашем случае (на рисунке 30), первый отсчет закодируем так:

2 = 0·2² + 1·2¹+0·2⁰=2. Соответствующая кодовая комбинация имеет вид 010.

Следующий отсчет закодируем: 5 = 1·2² + 0·2¹+1·2⁰=4+1. Кодовая комбинация: 101.И так далее.

Для двухполярных сигналов используется симметричный код, где старший знак разряда несет информацию о знаке.

Системы передачи с большим числом каналов стоятся по принципу временного объединения цифровых потоков. При этом системы с большим числом каналов (системы высшего порядка) строятся на основе нескольких систем с меньшим числом каналов (системы низшего порядка), путем использования нескольких ступеней объединения. Что позволяет применять в СП с ИКМ разной канальности типовое преобразовательное оборудование.

Скорость передачи цифровых потоков систем строго регламентируется. Скорость передачи группового сигнала В определяется как:

В = fд× m×N, (2.8)

где fд - частота дискретизации (для канала ТЧ - 8 кГц); N - число канальных интервалов в цикле (при расчетах полагают, что оно равно числу каналов ТЧ); m - разрядность кодового слова. Из формулы видно, что скорость передачи одного канала определяется как В1к = fд× m, при условии, что m = 8, В1к = 64 кБит/с.

Основу плезиохронной цифровой иерархии составляют первичные цифровые потоки (ПЦП). В нашей стране в качестве первичной принята СП ИКМ-30 (30 - число каналов), со скорость передачи ПЦП 2048 кБит/с.

Скорость вторичного цифрового потока (ВЦП) составляет 8448 кБит/с. Этот поток организуется путем объединения четырех ПЦП в аппаратуре вторичного временного группообразования (АВВГ), и соответственно содержит 120 каналов.

Скорость третичного цифрового потока (ТЦП) равна 34,368 Мбит/с. Данный поток формируется путем объединения четырех ВЦП, с помощью аппаратуры третичного временного группообразования (АТВГ), и содержит 480 каналов.

Скорость цифрового потока четверичных ЦСП равна 139,264 Мбит/с. Формируется данный поток, путем объединения четырех ТЦП, с использованием аппаратуры четверичного временного группообразования (АЧВГ).

Линейные сигналы всех ступеней ЦСП формируются соответствующей оконечной аппаратурой линейного тракта (ОЛТ).

В таблице 2 представлены ступени иерархии ЦСП, соответствующие им скорости передачи и аппаратура.

Таблица 2

Ступени иерархии ЦСП	Условное обозначение	Скорость передачи, кбит/с	Количество каналов ТЧ	Аппаратура ЦСП	Участок сети
первичная	ПЦП			ИКМ-30	ГТС
вторичная	ВЦП		30x4 =120	ИКМ-120	ГТС ВЗ
третичная	ТЦП	34 368	120x4=480	ИКМ-480	МС ВЗС
четверичная	ЧЦП	139 262	480x4 =1920	ИКМ-1920	МС ВЗС

ГТС - городская телефонная сеть;
ВЗС - внутризоновая сеть;
МС - магистральная сеть.

Формирование линейного сигнала в ЦСП с ИКМ может быть осуществлено либо путем непосредственного кодирования, либо путем объединения нескольких ЦП низшего порядка.

Рисунок 31- Структурная схема оконечной станции ЦСП с ИКМ

Структурная схема оконечной станции ЦСП с ИКМ с непосредственным кодированием представлена на рисунке 31. Передающее оконечное оборудование осуществляет дискретизацию входных аналоговых сигналов, временное объединение полученных дискретных отсчетов, их квантование, кодирование и преобразование ДЦС в на выходе кодера в форму, удобную для передачи по линии.

Приемное оконечное оборудование осуществляет обратное преобразование, т.е. из последовательности кодовых посылок восстанавливает непрерывный аналоговый сигнал.

Все устройства оконечной станции, кроме ФНЧ, который ограничивает спектр сигнала частотой 3,4 кГц, и электронных ключей (ЭКл), осуществляющих дискретизацию сигнала, являются групповыми. Фильтр нижних частот и электронный ключ относятся к индивидуальному оборудованию.

Дата добавления: 2014-12-16