Принципы построения аппаратуры с ЧРК

Уплотнение линий связи экономически целесообразно осуществлять, так как это позволяет сократить затраты на организацию новых линий связи в случае отсутствия уплотнения и сократить расходы на оборудование и эксплуатацию.

Существуют, например, такие методы уплотнения каналов связи:

Частотное разделение каналов – для каждого канала связи отводится своя полоса частот так, чтобы не происходило перекрытия их частотных полос.

Временное разделение каналов – сигналы каждого канала дискретизируются и их мгновенные значения передаются последовательно по времени, таким образом, каждое сообщение передается короткими импульсами – дискретами.

В многоканальных радиосистемах передачи с ЧРК обычно используют аппаратуру объединения и разделения каналов, применяемую в проводных системах. Это обеспечивает простоту сопряжения тех и других систем и отражает общую тенденцию к унификации оборудования на сетях связи. Для унификации аналоговых многоканальных систем за основной или стандартный канал принимают канал тональной частоты (канал ТЧ), обеспечивающий передачу сообщений с полосой частот 300...3400 Гц, соответствующей основному спектру телефонного сигнала. Многоканальные аналоговые системы формируются путем объединения каналов ТЧ в группы, обычно кратные 12 каналам. Для снижения переходных помех вводятся защитные частотные интервалы . Таким образом на один канал ТЧ выделяется полоса частот 4кГц.

В частотной области реальный групповой сигнал (рис. 8.8) характеризуется следующими параметрами:

· шириной полосы частот группового сигнала ;

· нижней и верхней граничными частотами;

· числом каналов ;

· эффективно передаваемыми полосами частот каналов ;

· значениями средних частот каналов на оси частот ;

· значениями поднесущих частот ;

· защитными полосами частот между каналами .

Построение многоканальных систем подчиняется иерархическому принципу. В табл. 8.1 представлены основные характеристики иерархии частотного объединения каналов.

Таблица 8.1. Основные характеристики иерархии частотного объединения каналов

Группа каналов	Полоса частот, кГц	Число каналов и групп
Канал ТЧ	0,3…3,4	–
Первичная группа (ПГ)	60…108	12 каналов ТЧ
Вторичная группа (ВГ)	312…552	5 ПГ = 60 каналов ТЧ
Третичная группа (ТГ)	812…2044	5 ВГ = 300 каналов ТЧ
Четверичная группа (ЧГ)	8516…12388	3 ТГ = 900 каналов ТЧ

Многоканальный (групповой) сигнал имеет сложную структуру, которая зависит от общего количества каналов, числа работающих в данный момент каналов, затуханий абонентских линий, индивидуальных особенностей абонентов. Кроме того, часть каналов ТЧ используется не для передачи речевых сигналов, а для вторичного уплотнения (тональный телеграф), передачи бинарной информации и т.п.; периодически по каналам посылаются сигналы вызова. Поэтому величины средней и пиковой мощности группового сигнала и его пик–фактора зависят от числа каналов и непостоянны во времени, что во многом определяет качество функционирования группового тракта. Так, например, если пиковые напряжения группового сигнала выходят за пределы линейных участков амплитудных характеристик групповых усилителей, модуляционной характеристики передатчика, демодуляционной характеристики приемника, то в этих элементах тракта возникает режим перегрузки, вызывающий искажения сигналов и переходные помехи.

При проектировании и разработке многоканальных систем передачи информации возникает необходимость количественной оценки параметров групповых сообщений на различных ступенях преобразования, в частности, сигналов на входе линейного тракта. Эти параметры определяются соответствующими частотными, информационными и энергетическими характеристиками. Первые две группы характеристик и связанные с ними параметры могут находиться в системах с ЧРК на основе принципа «пропорционального роста». Так, например, сопоставляя сообщения, получающиеся в результате объединения 12 и 60 каналов ТЧ, можно утверждать, что сообщение вторичной группы по сравнению с сообщением первичной группы занимает в 5 раз более широкую полосу, и соответственно его максимальная информационная нагрузка в 5 раз выше, чем у сообщения первичной группы. Это является следствием того, что спектры сообщений в соседних каналах не перекрываются, а источники сообщений считаются однородными по своим параметрам.

Упомянутый принцип «пропорционального роста» нельзя распространить на энергетические характеристики, такие как мгновенная мощность группового сообщения, его пик - фактор, динамический диапазон и др. Это связано со следующими особенностями многоканальных систем с ЧРК:

· мгновенные значения групповых сообщений являются продуктом «взаимодействия» (сложения) мгновенных значений сообщений всех объединяемых каналов;

· расчет общей мощности группового сообщения обычно производится в предположении, что не менее 95 % каналов используются только для телефонной связи. Это означает, что в расчетах следует учитывать случайный характер канальных сигналов, изменяющиеся в широких пределах;

· мгновенная мощность группового сообщения определяется не общим числом объединяемых каналов, а числом так называемых «активных» каналов. Если один из абонентов молчит (например, слушает другого абонента) или имеет место пауза между словами или фразами, то соответствующий канал в данный момент времени к числу активных не относится; канал считается активным лишь в те интервалы времени, когда по нему передается сообщение.

Из рассмотренных особенностей следует, что при оценке энергетических показателей групповых сообщений следует руководствоваться лишь усредненными характеристиками, найденными с учетом соответствующих статистических закономерностей.

Разговорные токи 24 каналов подаются на две стойки индивидуального преобразования ИП, на выходе которых получают стандартные полосы первичной 12-канальной группы 60...108 кГц. На групповые преобразователи ГП1 и ГП2 подаются несущие частоты соответственно 564 кГц 444 кГц, после них получаем полосы частот 456...504 кГц и 504...552 кГц. После группового усилителя ГУ1 общая полоса частот 456...552 кГц подается на общий групповой преобразователь ГПЗ, где с помощью несущей частоты 564 кГц получаем линейный спектр частот 24 телефонных каналов 12...108 кГц. Он подается на групповой усили­тель ГУ2, куда вводится контрольная частота 112 кГц для работы АРУ. Общая полоса частот 12... 112 кГц подается в линию. В приемной части осуществляется обратное преобразование. К усилителю ГУЗ подклю­чается приемник контрольной частоты ПКЧ.

Рис. 4.6. Структурная схема оконечной станции К-24Т.

Наибольшее распространение на железнодорожном транс­порте получила система передачи К-60п, которая имеет 60 кана­лов ТЧ и применяется на симметричных двухкабельных линиях. Эта система однополосная, четырехпроводная с линейным спек­тром частот 12...252 кГц.

Она состоит из оконечных станций ОК-бОп, обслуживаемых ОУП и необслуживаемых НУП усилительных пунктов. Оконечные и обслуживаемые станции имеют трехчастотную систему АРУ, а НУП -грунтовую АРУ. Длина усилительного участка в зависимости от типа кабеля лежит в пределах 17...20 км. Общая длина связи при пяти переприемных участках достигает 12 500 км. На обслуживаемых усилительных станциях можно выделить 12 или 24 канала с помощью стойки выделения первичных групп СВПГ (рис. 4.7), к которой подключаются стойки индивидуального оборудования СИО на 12 каналов.

Рис.4.7. Структурная схема системы передачи К-60П с выделением первичных групп.

На некоторых участках железных дорог применяется аппаратура системы передачи К-300. Она предназначена для организации 300 каналов ТЧ по двум коаксиальным парам в одном кабеле, си­стема однополосная четырехпроводная с линейным спектром частот 6... 1300 кГц, максимальная дальность связи 12500 км, длина усилительного участка (между НУП) 6 км. Для управления приборами АРУ используются контрольные частоты 1364 кГц (основная) и 308 кГц (вспомогательная). В системе имеются оконечные станции ОП, обслуживаемые ОУП и необслуживаемые НУП. Предусматрива­ется выделение трех нижних 60-канальных групп из 5. НУП получают дистанционное питание от ближайших ОУП. Цепи дистанционного питания организуют по центральным проводам коаксиальных пар.