Построение систем многоканальной связи с ЧРК

Тема № 3.

Использование процесса модуляции в системах связи позволяет осуществить перенос информационного сигнала в любую точку частотного диапазона допустимого для используемой направляющей системы. Таким образом, становится возможным заполнение частотного диапазона направляющей системы несколькими информационными сигналами, т.е. создание системы многоканальной связи. Системы МКС значительно увеличивают эффективность использования дорогостоящих направляющих систем.

Оборудование, входящее в состав любой системы уплотнения принято условно подразделять на каналообразующее, групповое и линейное. Задачей каналообразующего оборудования является формирование из нескольких индивидуальных информационных сигналов общего группового сигнала.

ОА	- ограничитель амплитуды		ПФ	- полосовой фильтр
ФНЧ	- фильтр нижних частот		НС	- направляющая система
М	- модулятор		Д	- демодулятор

Рис. 3.1. Схема формирования группового сигнала.

Для решения этой задачи необходимо наличие в системе соответствующего количества модуляторов и несущих частот, вырабатываемых генераторным оборудованием системы. В данной схеме задачей фильтров нижних частот является ограничение спектров исходных информационных сигналов до полосы стандартного телефонного канала 0.3 – 3.4 кГц. Модуляторы производят перенос сигналов в определённые для каждого из них частотные диапазоны. Полосовые фильтры осуществляют выделение из модулированного сигнала одной боковой полосы (нижней либо верхней) и подавление сигналов оставшейся боковой полосы, несущей и побочных составляющих процесса модуляции, т.е. формирование сигнала ОБП АМ.

На приёмной стороне системы связи происходит обратное преобразование. ПФ выделяет из общего группового сигнала сигнал, находящийся в полосе частот соответствующего канала. С помощью демодулятора происходит перенос спектра выделенного сигнала в диапазон стандартного телефонного канала. Задачей ФНЧ является очистка демодулированного сигнала от побочных составляющих процесса демодуляции.

На входе каждого канала устанавливается ограничитель амплитуды, который не допускает перегрузки групповых элементов аппаратуры уплотнения в случае поступления на вход канала сигналов чрезмерного уровня.

На первом этапе развития систем уплотнения появилось значительное количество видов этих систем, выпускаемых разными производителями. При их разработке конструкторы ориентировались на удобные им по тем или иным соображениям частотные диапазоны. Однако такое положение дел явилось серьёзным препятствием при решении задачи создания единых сетей связи. Поэтому через небольшой промежуток времени было принято решение об унификации и стандартизации параметров систем многоканальной связи и в первую очередь их частотных характеристик. Согласно принятым международным стандартам за основу была взята группа из двенадцати каналов, получившая наименование первичной группы. Группа занимает спектр частот 60 – 108 кГц. Данный спектр выбран из условия обеспечения возможности его передачи по всем видам существующих направляющих систем. Для первичной группы сформулированы основные принципы формирования спектра, разработаны нормы уровней передачи и приёма.

Рис. 3.2. Образование первичной группы.

Из рисунка видно, что для образования первичной группы необходимо наличие двенадцати несущих частот, отличающихся друг от друга на 4 кГц. Принятыми договорённостями определено использование нижних боковых полос модулированных сигналов и инверсия расположения каналов внутри группы. Поскольку сигнал каждого канала переносится в спектр первичной группы собственной несущей частотой с помощью однократного преобразования, такой способ образования первичной группы получил наименование прямого одноступенчатого.

Возрастающие в процессе развития общества объёмы передаваемой информации привели к необходимости наращивания мощностей каналообразующей аппаратуры. Поэтому в принятых международных стандартах были определены группы более высоких порядков – вторичная и третичная. На основе международных договорённостей было решено, что первичная вторичная и третичная группы должны организовываться при соблюдении условия кратности ёмкостей исходной и конечной групп с коэффициентом кратности равным пяти. Таким образом, вторичная группа содержит в своём составе пять первичных групп или шестьдесят индивидуальных каналов. Спектр вторичной группы составляет 312 – 552 кГц. Третичная группа состоит из пяти вторичных групп, т.е. содержит в своём составе двадцать пять первичных групп или триста индивидуальных каналов. Спектр третичной группы составляет 812 – 2044 кГц.

Однако, наращивание количества каналов системы уплотнения способом прямого преобразования является технически и экономически нецелесообразным. Это связано с расширением номенклатуры требующегося оборудования. Например, для формирования спектра системы из шестидесяти каналов необходимо шестьдесят видов полосовых фильтров, шестьдесят видов генераторов несущих частот. Таким образом, при производстве оборудования многоканальной связи необходимо иметь шестьдесят комплектов технологического оборудования. Кроме того, перенос спектра индивидуального канала в высокочастотную область группового диапазона ужесточает требования к точности настройки полосовых фильтров, из-за снижения значения относительной полосы расфильтровки: . Это в свою очередь приводит к их значительному удорожанию, а после определённой границы частоты и к невозможности технической реализации фильтров при современном уровне развития технологий электронной промышленности. Вышеупомянутые соображения заставили использовать при построении многоканальных систем большой ёмкости принцип ступенчатого преобразования. Данный принцип заключается в поэтапном преобразовании спектра группового сигнала.

Рис. 3.3. Образование вторичной группы.

Как видно из рис. 3.3., спектр вторичной группы также подвергается инверсии относительно спектра составляющих первичных групп. Кроме того, следует отметить, что полоса пропускания используемых в групповом оборудовании полосовых фильтров увеличивается, что приводит в свою очередь к увеличению и относительной полосы расфильтровки: . Это снижает требования к точности фильтров, а значит, делает их более технологичными в производстве и снижает их себестоимость.

Анализ приведённого рисунка показывает значительное снижение номенклатуры требуемого оборудования по сравнению с прямым способом формирования группы. Например, в данном случае требуются только семнадцать видов полосовых фильтров и генераторов несущей частоты против шестидесяти видов, которые были бы необходимы в случае формирования вторичной группы напрямую.

При формировании третичной группы разработчики стандартов руководствовались всеми вышеупомянутыми соображениями. Формирование спектра третичной группы происходит на трёх ступенях преобразования. Отличительной особенностью спектра третичной группы является дополнительный разнос образующих вторичных групп на 8 кГц для улучшения процесса фильтрации.

Рис. 3.4. Образование третичной группы.

Как видно из рис. 3.3. и рис. 3.4., процессы образования вторичной и третичной группы одинаковы по своей технологии и различаются только набором используемых несущих частот и шириной спектра исходных групп.

Рис. 3.5. Схема формирования группы высшего порядка из предыдущих.

Дата добавления: 2014-01-03