Служебная связь
Для нормальной работы РРЛ необходимо обеспечить возможность служебных переговоров обслуживающего персонала на РРС, а также возможность передачи различных сигналов и команд на РРС.
В РРЛ предусматриваются следующие служебные каналы:
1. Районная служебная связь (РРС). Она предназначается для обеспечения служебными переговорами РРС в пределах одной секции.
2. Постанционная служебная связь (ПСС). Количество таких каналов может быть от одного до трех. Они предназначены для ведения переговоров между главной станцией (ГС) и оконечной станцией (ОС) линии. На промежуточную станцию (ПС) они не заводятся. Для оперативности обслуживания РРЛ ПСС может быть выведен на междугороднюю телефонную станцию и телецентр.
3. Каналы для передач команд управления (ТУ). По этим каналам предаются команды телеуправления с ГС или ОС на ПС в пределах обслуживания.
4. Каналы для передачи информации телесигнализации (ТС). По этим каналам передается информация о состоянии ПС на соответствующую ГС или ОС.
5. Каналы аварийных сигналов (АС). По этим каналам аварийные сигналы с ПС передаются на соответствующую ГС или ОС. Каналы ТУ, ТС и АС организуются в канале телеобслуживания (КТО).
6. Каналы для передачи сигналов управления системой автоматического резервирования (СУР). Эти сигналы выделяются на ГСС или ОС, а так же на ПС где имеются оборудования телевизионных или вещательных ретрансляторов, программы которых берутся из основных стволов РРЛ.
Чаще всего служебные каналы организуются путем частотного разделения. Например, спектр служебных каналов аппаратуры КУРС приведен на рис. 21.
Каналы служебной связи могут организовываться как в групповом спектре телефонного ствола, так и в отдельном узкополосном служебном стволе, работающем в том же диапазоне, что и рабочие стволы.
Многоканальные системы связи с временным разделением каналов
Принцип временного разделения
Он основан на том, что общий тракт связи предоставляется поочередно каждому абоненту на некоторое время Тк, так называемый канальный интервал. Каждый абонент подключается к тракту периодически с периодом Тi, и посылает в групповой тракт свой канальный сигнал (КС). Длительность КС должна быть Тк<Тi. При N абонентов Тк≤Тi/N и чем больше N, тем меньше (короче) КС.
Таким образом на передаче непрерывные сигналы преобразуются в импульсные, дискретные во времени КС. Они ортогональны, поэтому на приеме их можно разделить при помощи синхронной системы коммутации. После разделения, по каждым КС восстанавливают исходную информацию, т.е. осуществляют интерполяцию.
Следовательно в системах с временным разделением каналов (ВРК) осуществляется передача циклами равной Тi. Причем для синхронной коммутации в цикле передают цикловой сигнал. Кроме того, в цикле отводится время для передачи КС служебной связи, тогда время отведенное для одного канала Тк равно
Обычно Тк=Тцс=Тсс, следовательно (рис. 22)
Рис.22.
Обычно КС передается двоичной посылкой и τи=τзащ., тогда рис. 23.
Рис.23.
Форма КС может быть различна, чаще всего применяют колоколообразные импульсы, т.к. их легче сформировать.
Преобразование сигнала в системах с ВРК
В системах с ВРК осуществляется следующая последовательность преобразований.
1. Дискретизация - замена непрерывного сигнала S(t) последовательностью дискретных отсчетов его мгновенных значений.
2. Импульсная модуляция - формирование КС, которые будут нести информацию от отсчетах S(tк) или она называется первой ступенью модуляции.
3. Уплотнение во времени всех КС или формирование группового сигнала.
Модуляция групповым сигналом высокочастотной несущей, т.е. формирование группового радиосигнала который передается по тракту связи - вторая ступень модуляции.
Перечисленные преобразования ведутся на передающем конце.
На приеме осуществляется обратное преобразование.
5. Выделение группового импульсно-аналогового сигнала Uгр(t) из принятого радиосигнала.
6. Разделение сигнала Uгр(t) на отдельные КС.
7. Преобразование каждого КС с восстановлением соответствующего отсчета S(tк) функции S(t).
8. Интерполяция сигнала S(t) по полученным отсчетам S(tк).
Напомним все эти преобразования.
I. Дискретизация и интерполяция
Процесс дискретизации и интерполяции непрерывного сигнала основывается на теореме В.А.Котельникова: любой сигнал времени S(t), спектр которого не содержит частот выше Fв, полностью определяется своими мгновенными значениями, взятыми через интервалы времени
Тi≤(1/2Fв)
При этом S(t) для любого времени t определяется рядом В.А.Котельникова
Этот процесс взятия отсчетов мгновенных значений S(кТi) сигнала S(t) и есть дискретизация (рис. 24).
Рис.24.
Из ряда В.А.Котельникова можно видеть, что практическое восстановление (интерполяция) сигнала S(t) по отсчетам S(tк), взятым с периодом Тi возможно при помощи ФНЧ с частотой среза Fв, т.к. сомножитель sint/х есть импульсная характеристика идеального ФНЧ с частотой среза Fв. Суперпозиция откликов последовательности коротких импульсов на выходе ФНЧ образуют непрерывную функцию времени.
На практике, для облегчения реализации ФНЧ и повышении точности интерполяции Тi берут несколько меньше, чем 1/2Fв.
Для ТЛФ канала, где Fв=3,4 кГц на практике
Тi=1/8 кГц=125 мкс.
Импульсные виды модуляции
Наиболее часто используются амплитудно-импульсные модуляции (АИМ), фазо-импульсные модуляции (ФИМ) и широтно-импульсные модуляции (ШИМ), вспомним их особенности.
Для получения всех видов импульсной модуляции пользуются немодулированной последовательностью импульсов рис. 25.
где: tr = kТi + tо;
k - целое число.
Рис.25.
Затем в модуляторе осуществляется изменение какого-либо параметра импульсов этой последовательности по закону модулирующего колебания (амплитуды, длительности или местоположения относительно тактовой точки, т.е. фазы).
Различают два рода импульсной модуляции - первого и второго рода.
При первом роде изменяющейся параметр пропорционален текущему значению модулирующего напряжения.
При втором роде - изменяющийся параметр пропорционален для каких-то фиксированных моментов времени.
АИМ
Изменяющимся параметром является амплитуда импульса рис. 26.
Рис.26.
Математическая запись АИМ-1 имеет вид
где: 
Θ - фаза сигнала S(t).
Спектр АИМ-1 имеет вид (рис. 27).
Спектр АИМ-2 содержит также частоты, что и АИМ-1, но в АИМ-2 в передаваемом сигнале S(t) появляются частотные искажения за счет прямоугольности взятых отсчетов.
Из анализа спектра АИМ-1 видно, что интерполяция сигнала S(t) или демодуляция возможна при помощи ФНЧ с частотой среза Fв. Отсюда же видно, что невыполненное условие Fi≥2Fв приведет к перекрытию спектра, т.е. невозможность выделить исходный сигнал на приеме.
В связи с тем, что при увеличении числа уплотняемых каналов (τи - меньше) АИМ-1 и АИМ-2 мало отличаются друг от друга (N>12). Поэтому в дальнейшем будем рассматривать импульсные виды модуляции первого рода.
ШИМ
Изменяющимся параметром является длительность импульса. Может изменяться либо один фронт импульса (ОШИМ) либо оба фронта импульса (ДШИМ) рис.28.
Рис.28.
Математическая запись ШИМ имеет вид:
где: - коэффициент модуляции длительности импульсов.
ШИМ может быть односторонней и двусторонней. При ОШИМ изменяется длительность либо за счет заднего, либо за счет переднего импульса. При ДШИМ изменение длительности импульса происходит как за счет заднего, так и за счет переднего фронта одновременно.
Спектр ШИМ имеет вид рис. 29.
Рис.29.
Из спектра видно, что он состоит из постоянной составляющей, составляющей модулирующего колебания, частоты дискретизации и его гармоник, которые окружены бесконечным количеством составляющих, отстоящих на величину F. Отсюда следует, что восстановление исходного сигнала S(t) из ШИМ без искажений в принципе невозможно. Но учитывая, что боковые составляющие очень быстро уменьшаются, соответствующим выбором Fi можно непосредственно демодулировать ШИМ с достаточным уровнем шумов.
ФИМ
Математическая запись ФИМ имеет вид:
Δtк=Δtмаксsin(Ωtк+Θ)
При ФИМ длительность импульсов и амплитуда постоянна, а меняется по закону S(t) положение импульсов относительно тактовой точки (рис. 30).
Рис.30.
Спектр ФИМ сигнала имеет вид рис. 31.
Спектр ФИМ имеет те же составляющие, что и ШИМ. Отличие состоит в уровне составляющих. Уровень составляющих S(t) [частота F] гораздо меньше, чем при ШИМ и АИМ. Поэтому ФИМ непосредственно не демодулирует, а вначале преобразует в ШИМ или АИМ.
Из рассмотренных видов импульсной модуляции наиболее помехоустойчивой является ФИМ, поэтому она чаще всего и используется на практике в качестве первичного вида модуляции. АИМ и ШИМ служит как правило вспомогательным видом для получения ФИМ.
Построение аппаратуры РРЛ с временным разделением каналов
Структурные схемы передающей и приемной части приведены на рис.32.
Передающая часть
Приемная часть
|
