Принципи побудови багатоканальних систем передачі з ЧРК

Вивчити задачі навчальної дисципліни, роль і місце багатоканальних систем передачі в мережах звязку. Вивчити види сигналів електрозвязку і їхніх характеристик. Ознайомити студентів з перспективами розвитку мереж звязку України.

2015-01-14

74.11 KB

12 чел.


Поделитесь работой в социальных сетях

Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск


Державний комітет зв’язку та інформатизації УКРАЇНИ

Державний університет інформаційно-комунікаційних технологій

КАФЕДРА ________телекомунікаційних__ систем_______________

ЗАТВЕРДЖУЮ

Завідуючий кафедрою

_______________ Беркман Л.Н.___ 

       (підпис, прізвище)

“ ____ “  _____________  2005  року

Л Е К Ц І Я    №  1

з навчальної дисципліни _____Системи передачі електрозв’язку___________

напряму підготовки _______телекомунікації__________________________

освітньо-кваліфікаційного рівня _____бакалавр______________________

спеціальності _____телекомунікаційні системи та мережі_______________

Тема  Принципи побудови багатоканальних систем передачі з ЧРК.

(повна назва лекції)

Лекція розроблена к.т.н., доцент Антонюк М.І. 

(вчена ступінь та звання,  прізвище та ініціали автора)

Обговорено на засіданні кафедри (ПМК)

Протокол № __________

“ ____ “ _____________ 2005 року

Київ


Навчальні цілі Вивчити задачі навчальної дисципліни, роль і місце багатоканальних систем передачі в мережах зв'язку. Вивчити види сигналів  електрозв'язку і їхніх характеристик. Ознайомити студентів з перспективами розвитку мереж зв'язку України.

Виховні цілі Формування у студентів інженерно-технічного кругозору, вміння ставити та вирішувати складні інженерні задачі, проводити аналіз, аргументовано робити висновки.       

Час  90 хв.

ПЛАН ПРОВЕДЕННЯ ЛЕКЦІЇ ТА РОЗРАХУНОК ЧАСУ

Вступ ______________________________________________      -_5__  хвилин

Навчальні питання

1. Завдання навчальної дисципліни та порядок її вивчення.      _-_10__ хвилин

(найменування питання лекції)

2. Роль та місце багатоканальних систем передачі в розвитку мереж зв’язку. Структурна схема системи передачі.                               ________-_30_ хвилин

(найменування питання лекції)

3. Сигнали електрозв’язку та їх основні характеристики.              - 40 хвилин

(найменування питання лекції)

Заключення_____________________________________________-_5 хвилин

ЛІТЕРАТУРА:

(рекомендована для студентів)

1.   А.Ю. Лев. Теоретические основы многоканальной связи, М. Связь. 1978 г. 

НАВЧАЛЬНО-МАТЕРІАЛЬНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

(наочні посібники, схеми, таблиці, ТЗН та інше)

Діапроектор, дидактичні слайди


НАВЧАЛЬНІ МАТЕРІАЛИ

І. ТЕКСТ ЛЕКЦІЙ

Вступ

Дисципліна «Системи передачі в електрозв'язку» ч.1 вивчається в шостому семестрі і забезпечує професійну підготовку студентів за фахом 0924 «Телекомунікації».

Метою вивчення дисципліни є формування у студентів системи знань, навичок і умінь по основних принципах побудови і проектуванні аналогових засобів телекомунікацій і сучасних технологій їхнього використання в мережах зв'язку.

        

1. Задачі навчальної дисципліни і порядок її вивчення.

В результаті вивчення дисципліни студенти повинні

ЗНАТИ:

- Основи побудови і проектування каналоутворюючої апаратури  систем передачі з ЧРК;

- Особливості передачі сигналів по аналогових каналах і мережних трактах;

- Принципи використання аналогових систем передачі на мережних вузлах  і мережних станціях первинної мережі зв'язку;

- Основні напрямки використання аналогових систем передачі (АСП);

ВМІТИ:

- Оцінювати характеристики каналів, групових і лінійних трактів, утворених аналоговими системами передачі;

- Здійснювати регулювання характеристик устаткування й оцінювати настроювання по встановлених нормативних  критеріях;

- Технічно грамотно забезпечувати розподіл і застосування АСП на телекомунікаційних мережах;

БУТИ   ОЗНАЙОМЛЕНІ:

- З основними напрямками і перспективами розвитку телекомунікаційних мереж;

- Можливостями використання АСП для спільної роботи з цифровими системами передачі.

Вивчення дисципліни організується шляхом читання лекцій, проведення групових і лабораторних занять. При вивченні навчальної дисципліни студенти виконують комплексне контрольне завдання по індивідуальних варіантах. Вивчення дисципліни базується на знаннях по «Вищій математиці», «Теорії лінійних електричних ланцюгів», «Теорії нелінійних електричних ланцюгів», «Теорії передачі сигналів».


2. Роль і місце багатоканальних систем передачі в розвитку

мереж зв'язку. Структурна схема системи передачі.

 Засоби спілкування між людьми безупинно удосконалювалися і розвивалися разом зі змінами умов життя, розвитком техніки і культури.

Основними  етапами розвитку електричних систем передачі інформації між людьми є:

-Винахід у 1832 році електричного телеграфу російським вченим Шилінгом П.І.

-Прокладка в 1844 році першої телеграфної лінії між Балтімором і Вашингтоном під керівництвом американського винахідника С. Морзе.

-Винахід у 1876 році телефону американцем А.Г. Беллом.

-Винахід у 1895 році радіо російським вченим А.С. Поповим.

-Впровадження в 1930 році коаксіальних кабелів.

-Упровадження протягом останніх 20 років волоконно-оптичних ліній зв'язку.

-Впровадження ЕОМ.

В даний час інформаційне обслуговування суспільства є однією з основних задач господарської діяльності держави. Разом з тим, це одна із самих трудомістких галузей. За останні 100 років продуктивність праці в сфері обробки інформації і керування збільшилася в 3,5 рази, у той час, як у промисловості за той ж час – у 180 разів.

Найбільш розвиненим в даний час є телефонний зв'язок. В даний час 90-98% загального обсягу інформації передається за допомогою  телефонного зв'язку. У світі нараховується близько 1 млрд. телефонних апаратів, робота яких підтримується за допомогою багатоканальних систем передачі. Розвиток комутаційної техніки на базі АТС сприяло перетворенню телефонного зв'язку в масовий вид. Однак, Україна значно відстає від світового рівня в цьому виді зв'язку. В Україні на 100 жителів мається приблизно 7 телефонних апаратів.

В останнє десятиліття відбувається бурхливий розвиток телекомунікаційних технологій. Основою для цього є цифрові системи передачі PDH і SDH, волоконно-оптичні лінії зв'язку, перспективне устаткування систем WDM  і DWDM, нові технології передачі інформації IP, ATM і інші. Безумовно, що все це підніме телекомунікаційну індустрію на якісно новий рівень.

        Спрощена структурна схема системи передачі, що вирішує дані задачі, зображена на малюнку 1. Система передачі містить індивідуальне устаткування, за допомогою якого абонентські сигнали  c1(t), …, сn(t) перетворяться в канальні сигнали  u1(t), …, un(t) на передавальній стороні і назад на прийомній стороні. До індивідуального устаткування відносяться модулятори M1, …, Мn передавальної сторони і демодулятори DM1, …, DМn  прийомної сторони. Головною відмінністю абонентських і канальних сигналів є те, що первинні абонентські сигнали при об'єднанні (підсумовуванні) не можуть бути знову розділені на вихідні. Канальні сигнали наділяються відмітними ознаками і при об'єднанні в груповий сигнал можуть бути знову розділені на вихідні в устаткуванні прийомної сторони.  

Для об'єднання канальних сигналів передавальної сторони в груповий сигнал uг(t) служить групове устаткування, у якому здійснюється підсумовування канальних сигналів. Сформований груповий сигнал uг(t) в кінцевому устаткуванні системи передачі перетвориться у лінійний сигнал uл(t), зручний для передачі по з’єднувальному тракту від кінцевого устаткування передавальної сторони в кінцеве устаткування прийомної сторони.

На прийомній стороні прийнятий лінійний сигнал  uл(t) перетвориться в кінцевому устаткуванні прийомної сторони в груповий сигнал uг(t). Груповий сигнал uг(t) у груповому устаткуванні прийомної сторони розділяється на канальні сигнали u1(t), …, un(t). Канальні сигнали в індивідуальному устаткуванні перетворяться в абонентські c1(t), …, сn(t).

    Абон.        Канальні

   сигнали      сигнали

   c1(t)                u1(t)

1 u1(t)            c1(t)

 1

                                 u1(t)        uл(t)             uл(t)       uг(t)

            c2(t)               u2(t)         u2(t)

     2  c2(t) 2

                              

cn(t)               un(t)    un(t)  cn(t)

3  3

                 Рис. 1. Структурна схема системи передачі

Розглянутий принцип побудови реалізується в системах передачі з частотним поділом сигналів. З цією метою для кожної пари абонентів виділяється свій канал зв'язку. Сигнали, за допомогою яких передаються повідомлення від одного абонента до іншого, відрізняються по частотному діапазону в кожному каналі, тобто, канальні сигнали u1(t), …, un(t) утворять  області частот, що не перекриваються. Досягається це тим, що керуючі сигнали від генераторного устаткування, що подаються на модулятори,  відрізняються по частоті. Модулятори перетворять абонентські сигнали, що відрізняються по діапазону частот, у канальні, розташовані в різних частотних смугах.

Поряд із системами передачі з ЧРК у даний час широко застосовуються системи передачі з часовим розподілом каналів (ЧасРК). У системах передачі з ЧасРК канальні сигнали u1(t), …, un(t) передаються роздільно в часі.  Для цього керуючі сигнали, що подаються на модулятори від генераторного устаткування, формуються у виді коротких імпульсів. Ці імпульси  утворять циклічну структуру з періодом Т. Кожен цикл виявляється розділеним на n канальних інтервалів тривалістю . Число n визначає число каналів системи передачі. За час канального інтервалу ∆t модулятор передає один відлік абонентського сигналу c(t). За час циклу передається по одному відліку всіх абонентських сигналів. У кожному наступному циклі процес передачі дискретних відліків абонентських сигналів повторюється. Частота проходження дискретних відліків абонентського сигналу в одному каналі дорівнює .  По теоремі В.А. Котельникова частота дискретизації дорівнює fд≥2Fв, де Fв – верхня гранична частота спектра мовного сигналу c(t).

Груповий сигнал uг (t) у системах передачі з ЧасРК являє собою циклічну послідовність дискретних відліків усіх каналів. У перетворювачі групового сигналу системи передачі з ЧасРК дискретні відліки сигналів усіх каналів перетворяться в двійкову форму, а потім перетворяться в лінійний сигнал uл(t).

Устаткування прийомної сторони системи передачі з ЧасРК працює синхронно і синфазно з устаткуванням передавальної сторони.

У прийомному устаткуванні системи передачі, прийняті в двійковому представленні, канальні сигнали перетворяться в значення амплітуд відліків, відліки  канальних сигналів розподіляються по каналах у тому ж порядку, у якому вони поєднувалися на передавальній стороні. Відліки канальних сигналів згладжуються й у виді безупинного сигналу передаються абоненту.

Системи передачі є технічною основою для побудови первинної мережі зв'язку. Організаційно первинна мережа являє собою сукупність мережних вузлів (транзит), мережних станцій (кінцеве устаткування) і з'єднуючих їх ліній передачі. За допомогою розміщеного там устаткування СП утвориться мережа типових каналів і групових трактів. Фрагмент первинної мережі зв'язку зображений на мал. 2.

    

                                            Рис.2

Типові канали і тракти первинної мережі зв'язку служать для побудови вторинних мереж.

Вторинна мережа містить у собі сукупність комутаційних станцій, кінцевих абонентських пристроїв і каналів вторинних мереж, утворених на базі каналів первинної мережі. У залежності від  виду переданих електричних сигналів вторинні мережі бувають  телефонними, телеграфними, факсимільними, звукового мовлення, передачі даних, передачі газетних смуг.

По територіальній ознаці розрізняють первинні мережі наступних видів:

-місцеві (місто, сільський район)

-зонові (область)

-магістральні мережі (країна).

        

3. Первинні сигнали електрозв'язку і їхні основні характеристики.

         До первинних сигналів електрозв'язку відносяться: телефонний, звукового мовлення, факсимільний, телевізійний, телеграфний, передачі даних.

Характеристики цих сигналів важливо знати, тому що по характеристиках можна визначити вимоги до різних пристроїв системи передачі.

Основними характеристиками телефонного сигналу є: середня потужність, коефіцієнт активності, динамічний діапазон сигналу, пік-фактор, енергетичний спектр, кількість інформації мовного сигналу.

Середня потужність телефонного сигналу:

у точці з нульовим вимірювальним рівнем. Ця потужність складає 88 мкВт. З урахуванням пауз, час тривалості телефонного сигналу обмежено коефіцієнтом активності 0,25. У відповідність з цим,  середня потужність телефонного сигналу приймається рівною 22 мкВт. Крім мовних сигналів у канал надходять сигнали набору номера, виклику й ін. З урахуванням цих сигналів середню потужність мовного сигналу приймають рівною 32 мкВт, що відповідає рівню

Коефіцієнт активності визначається відношенням часу, протягом якого потужність сигналу на виході каналу перевищує задане граничне значення, до загального часу заняття каналу. Ця величина позначається символом η і складає 0,25 - 0,35.

Динамічний діапазон телефонного сигналу визначається величиною   і складає 35-40 дБ.

Пік-фактор телефонного сигналу визначається величиною   дБ

Енергетичний спектр мовного сигналу визначається областю частот, у якій зосереджена основна енергія телефонного сигналу.

Енергетичний спектр мовного сигналу може бути розрахований по формулі: , де П2(f) спектральна щільність середнього квадрату звукового тиску, П0 – поріг чутності  (мінімальний звуковий тиск, що починає відчуватися людиною з нормальним слухом на частотах 600 - 800 Гц), Δf =1 Гц.  

       Мова являє собою широкосмуговий процес, частотний спектр якого простягається від 50 - 100 до 8000 - 10000 Гц. Встановлено, однак, що якість мови виходить цілком задовільною при обмеженні спектра частотами 300 і 3400 Гц. Ці частоти прийняті МККТТ як границі ефективного спектра мови. При зазначеній смузі частот складова розбірливість складає близько 90%, розбірливість фраз – більш 99% і зберігається задовільна натуральність звучання.

Кількість інформації, переданої мовним сигналом, визначається співвідношенням , де РСР=88 мкВт – середня потужність мовного сигналу, Рш – середньоквадратична потужність шуму    (178000 пВт). Тоді IР  дорівнює 8000 біт/сек.

Сигнали звукового мовлення мають наступні характеристики. Частотний спектр сигналу мовлення розташований у смузі від 15 Гц до 20000 Гц. Для каналів мовлення 1-го класу ефективно передана смуга частот складає 50 Гц – 10000 Гц. Для каналів вищого класу – 30 Гц – 15000 Гц. Динамічний діапазон мови диктора – 25 - 35 дБ, вокального й інструментального ансамблю – 45 - 55 дБ, симфонічного оркестру – 65 дБ.

Середня потужність сигналів звукового мовлення в точці з нульовим вимірювальним рівнем складає 923 мкВт при усередненні за годину, 2230 мкВт при усередненні за хвилину.

Кількість інформації сигналів звукового мовлення приблизно складає 180000 біт/сек.

Сигнали факсимільного зв'язку формуються при передачі нерухомих зображень. Динамічний діапазон таких сигналів складає приблизно 25 дБ, пік-фактор дорівнює 4,5 дБ при 16 градаціях яскравості.

Для телевізійних сигналів динамічний діапазон складає приблизно 40 дБ, пік-фактор 4,8 дБ, кількість переданої інформації складає 80*106 біт/сек.

Телеграфні сигнали і сигнали систем передачі даних мають вид послідовності прямокутних однополярних чи двополярних імпульсів і характеризуються амплітудою, тривалістю і періодом проходження.

Заключення

Основним призначенням системи передачі є об'єднання первинних сигналів абонентів, що знаходяться в одному кінцевому пункті в груповий сигнал і перетворення групового сигналу до виду, зручному для передачі по двопровідній лінії до абонентів, що знаходяться в іншому кінцевому пункті. У відповідність із призначенням у системі передачі зважуються наступні основні задачі:

-перетворення первинних сигналів абонентів у канальні сигнали й об'єднання їх у груповий сигнал на передавальній стороні;

-перетворення групового сигналу до виду лінійного сигналу;

-передача лінійного сигналу від кінцевого пункту передавальної сторони до кінцевого пункту прийомної сторони;

-перетворення лінійного сигналу на прийомній стороні до виду групового сигналу;

-поділ групового сигналу прийомної сторони на канальні сигнали і перетворення їх у первинні сигнали абонентів.

II. МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

Дисципліна “Системи передачі електрозв’язку ”- це теоретичні основи принципів побудови апаратури комплексів СП.

Дисципліна вивчається на протязі 6-го та 7-го семестрів. У лекційному процесі широко використовуються  діафільми, учбові плакати і компютерні моделі обладнання.

Основні форми поточного контролю – спостереження за діями студентів, проведення модульного контролю.

Самостійна робота студента по підготовці до поточних занять, модульного контролю в межах відведеного часу планується особисто кожним студентом.

III. ВИКОРИСТАНА ЛІТЕРАТУРА

1. А.Ю. Лев. Теоретические основы многоканальной связи, М. Связь, 1978 г. 

(автор, назва, видавництво, рік видання)

Розробник лекції                                   доцент кафедри ТС

___                          Антонюк М.І. 

(підпис, прізвище)

“ ____ “  _____________  2005  року


Генераторне обладнання

Генераторне обладнання

ДМ3

М

3

ДМ2

Перетв. гр.

сигн.

Перетв. лін. сиг.

тракт

М2

руп. обладнання сум. кан. сигн.

.

Гр. обладнання розд. кан. сигн. сигн.сигн.на канал.

ДМ1

М1



 

Другие похожие работы, которые могут вас заинтересовать.
6511. Принципи побудови систем АРП кабельного лінійного тракту систем передачі з ЧРК 123.51 KB
  Пристрої автоматичного регулювання посилення призначені для регулювання рівнів передачі підсилювачів магістралі в заданих межах і для стабілізації залишкового загасання каналів звязку.
6513. Принципи формування групових сигналів в системах передачі з ЧРК 139.04 KB
  Метою побудови каналоутворюючої апаратури є забезпечення одночасної і взаємно незалежної передачі повідомлень від N абонентів, розташованих у пункті А до N абонентів, розташованих у пункті Б, по одній лінії звязку. Лінія звязку може бути повітряна, кабельна, радіорелейна, тропосферна, супутникова, волоконно-оптична
6509. Лінійні спотворення в каналах і трактах систем передачі. Порядок коригування лінійних спотворень 99.15 KB
  Встановимо вимоги до амплітудно-частотної і фазочастотної характеристик лінійного тракту при виконанні яких електричний сигнал передається без спотворення його форми. У процесі аналізу будемо вважати, що при передачі допустима затримка сигналу на виході лінійного тракту
8374. Еталонна модель взаємодії відкритих систем (OSI) та принципи адресування в комп’ютерних меражах 556.18 KB
  Транспортний Trnsport Lyer Відповідає за розбиття даних на пакети та забезпечує надійну доставку інформації з необхідною якістю між вузлами мережі мультиплексування контроль помилок. Усередині мережі доставка даних забезпечується відповідним канальним рівнем...
6504. Сучасні мережі передачі даних (ПД). Еталонна модель взаємодії відкритих систем (ЕМВВС), застосування при побудові СДЕЗ 32.63 KB
  Сучасні мережі передачі даних ПД. Враховується що надання різних інформаційних послуг є вже функцією інтегральної мережі зв’язку й ЕОМ – інформаційної мережі. Пункти мережі поділяються на кінцеві в тому числі абонентські з апаратурою введення і виведення інформації вузли зв’язку що забезпечують розподіл інформації і різні обчислювальні комплекси центри що здійснюють обробку і збереження інформації. Канали зв’язку об’єднані в лінії ребра мережі між окремими пунктами мережі служать для передачі переносу інформації в просторі.
8361. Фізичний рівень еталонної моделі взаємодії відкритих систем (OSI) та принципи розповсюдження інформації в комп’ютерних мережах 386.52 KB
  Користувачі мережі які розподілені в певному просторі зазвичай мають потребу передавати інформацію одночасно. Компютери та компютерні мережі обробляють інформацію пакетами і використовують принцип розділення за часом мультиплексування тобто розділяють у часі спільні ресурси середовище передавання інформації. Область мережі в якій сигнали можуть конфліктувати зветься зоною конфлікту доменом колізій. Після конфліктів доводиться повторно передавати втрачену інформацію і тому продуктивність такої мережі зменшується.
6514. Формування лінійного сигналу в кінцевому обладнанні кабельного лінійного тракту систем передачі з ЧРК 120.49 KB
  Сигнали контрольних частот для роботи системи АРУ вводяться в груповий сигнал на вході підсилювача відповідної групи. Для введення контрольних частот використовується диференціальна система.
8373. Мережевий та транспортний рівні еталонної моделі взаємодії відкритих систем (OSI) та принципи розповсюдження інформації в комп’ютерних мережах 300.42 KB
  Подальшого збільшення розмірів і певного поліпшення параметрів мережі можна досягти шляхом обєднання обмежених за розмірами комутованих мереж через пристрої що працюють на третьому мережевому рівні моделі OSI. Оскільки більшість хостів мережі одночасно виконують декілька процесів і кожен із цих процесів оперує власним набором даних то транспортні протоколи для кожного процесу створюють окремі черги прийому та Передачі даних. Поєднання IPадреси мережевого інтерфейсу хоста та порту прикладної програми називаються сокетом і ідентифікує цю...
19309. Цифрова обробка багатоканальних записів сейсмічного методу відбитих хвиль 4.79 MB
  В наш час пошук розвідка вуглеводнів для потреб країни і світу є дедалі важливою. Методика морських сейсмічних досліджень В наш час проблема пошуку вуглеводнів для потреб людства стає дедалі вагомою і значущою. В морській сейсморозвідці застосовують спеціально обладнанні судна на котрих встановленні сейсмостанції обладнання для буксування джерел збудження приймачі апаратура та інше.
9277. Метод моментів побудови оцінок 111.37 KB
  Використовують уже розглянуті нами оцінки початкових моментів – вибіркові початкові моменти які є незміщеними і сильно конзистентними. Кілька вибіркових початкових моментів прирівнюють до відповідних теоретичних початкових моментів обчислених для даного типу розподілу позначивши невідомі параметри . Оцінити методом моментів параметри рівномірного розподілу.
© "REFLEADER" http://refleader.ru/
Все права на сайт и размещенные работы
защищены законом об авторском праве.