Структура многоканальной системы передачи с ЧРК.

ГРУППОБРАЗОВАНИЕ (уплотнение) каналов в системе с ЧРК носит иерархический характер.

Совокупность устройств, обеспечивающих образование групп ка­налов ТЧ и широкополосных каналов, называется каналообразующим оборудованием.

При необходимости передавать широкополосные сигналы (TV сигналы, передача данных) каналообразующая аппара­тура позволяет объединять несколько каналов ТЧ, или групп каналов для обеспечения требуемой ширины частот – широкополосный канал.

Структурная схема группообразования в СП с ЧРК.

Более обзорно передачу и приём в системах передачи с ЧРК можно представить следующим образом:

АКП – аппаратура канального преобразования. Преобразует полосы 0.3- 3.4 кГц групп по 12 каналов ТЧ в основную первичную группу с полосой частот 60 – 108 кГц.

АПГК – аппаратура образования групп каналов. Здесь 5 ПТ преобразуется в полосу 312-552 кГц вторичной группы (ВТ), далее 5 ВТ в полосу 812-2044 кГц третичной группы, и далее 3 ТГ в полосу 8516-12388 кГц четверичной группы (ЧГ) (и обратно).

АОСТ – аппаратура образования сетевых широкополосных трактов, их коммуникацию при вводе и выводе, взаимную замену тракту (при необходимости), а также ввод контрольных частот на передаче или их подавление на приёме.

АС – аппаратура сопряжения, в которой формируется необходимый спектр линейного сигнала для конкретной линии передачи путём преобразования и объединения стандартных спектров групп каналов или трактов на передаче и обратные действия на приёме.

ОАЛТ – оконченная аппаратура оконченного тракта, обеспечивающая в полосе передачи, и устанавливающая необходимые уровни многоканального широкополосного сигнала. Здесь же обеспечивается ввод и подавление контрольных сигналов.

ГО – генераторное оборудование – высокостабильные генераторы, стабилизированные от кварцевого генератора, необходимые для гетеродинов модуляторов и демодуляторов (преобразователей частоты).

АТМ и ТК – аппаратура телемеханики и телеконтроля. Служит для управления несколькими необслуживаемыми усилительными пунктами и контроля их состояния.

АДП – аппаратура дистанционного питания необслуживаемых линейных пунктов.

Основными частями аналоговой системы передачи данных является преобразовательное оборудование оконченных станций и оборудование линейного тракта.

Оконечное оборудование содержит преобразователи частоты, позволяющие переносить спектр сигнала в необходимый частотный диапазон, а также аппаратуру индивидуального преобразования, объединяющую группы по 12 каналов ТЧ, и аппаратуру каналообразования различных ступеней (ПГ; ВГ; ТГ).

Состав и объём преобразовательного оборудования, его разнотипность, надёжность, гибкость использования, совместимость групповых трактов при перемене (ретрансляции), вводе-выводе (т.е. интерфейсы оборудования), зависят как от числа объединяемых каналов (канальность оборудования) так и от числа групп, объединяемых на последующих ступенях данного оборудования.

Есть оптимум зависимости числа преобразовательных устройств от числа объединяемых каналов ТЧ и числа объединяемых групп. Чем меньше количество каналов и групп объединяются на каждой ступени, тем больше потребуется оборудования для формирования линейного сигнала, но чем больше объединяется каналов и групп, тем сложнее становится преобразовательное оборудование (а значит и дороже и менее надёжно). Г. Ф. Майером получено, что оптимальным является число объединяемых каналов и групп – 3. Однако этот оптимум “размытый” и на практике целесообразнее оказалось от 3 до 5.

Оборудование ОАЛТ – формирующее окончательный спектр линейного сигнала зависит от типа используемых линий передачи, поэтому оно индивидуально для конкретных линий передачи.

Для частичного сокращения объёма преобразовательного оборудования часто спектр некоторого количества групп сразу переносится в диапазон передачи линейного тракта (например в К-1920П одна ВТ и одна ТГ – в линейный спектр). В любом оборудовании сигналы должны отвечать стандартным уровням, диапазонам частот.

Конструктивно оконечное оборудование размещается на стойках (стойка индивидуального преобразования, стойки ПГ; В; Т преобразователей, стойки сопряжения). Кроме этого на оконечных и узловых станциях имеются и другие стойки для обеспечения телеконтроля, служебной связи, ввода кабельного оборудования, обеспечение дистанционного питания и т.п.

Качество линейного тракта определяет основные технико-экономические показатели аналоговой СП. В состав линейного тракта входят сами линии передачи (воздушные, симметричные витые коаксиальные кабели), усилительные станции (обслуживаемые и необслуживаемые, включая узловые), оборудование дистанционного питания, устройства телемеханики и телеконтроля, оборудование магистральной, постанционной и участковой служебной связи.

Линейные усилители как оконечных, так и промежуточных станций имеют устройства для установки на месте или дистанционно величины усиления под длину конкретного усилительного участка и автоматическую регулировку АРУ для компенсации температурных изменений затухания проводников, а так устройства для корректировки АЧ и ФЧ спектра сигналов.

Часть линейного тракта между двумя соседними пунктами называется секцией.

Формирование групповых сигналов в системах с ЧРК

Канал ТЧ 3,4¸0,3 кГц дополняется защитным промежутком 0,9 кГц. Итого любой канал ТЧ в системе с ЧРК может иметь полосу Df=4 кГц.

Все групповые сигналы в иерархии с ЧРК кратны 12 каналам ТЧ. Первичная группа и объединяет 12 каналов ТЧ. Общая ширина должна быть

DF₁= 12×Df=48 кГц

- это абсолютная ширина спектра первичной группы.

При передаче первичного сигнала с такой полосой его линиям связи оборудование сопряжения должно сформировать линейный спектр. Частоты линейного спектра для первичной группы выбирались из следующих соображений.

При частотных преобразованиях сигналов всегда возникают дополнительные гармоники и комбинационные составляющие. Значит после преобразования НЧ спектра с полосой DF₁=48 кГц вверх по частоте нижняя граница нового спектра должна быть выше второй гармоники от 48 кГц. Т. е. лучше бы переместить DF₁ в более высокую область частот, где ВЧ гармоники от 48 кГц уже незначительны. Но это потребует неоправданно более высокочастотные гетеродины и всё оборудование будет более сложным и дорогим. Для удешевления лучше бы спектр с DF₁ сместить по ниже по оси частот. Выбрали компромисс, при котором качество ещё достаточно высокое. И нижняя часть линейного спектра принята равной 60,6 кГц, что >48 кГц, но <2×48 кГц. Тогда линейный спектр ПГ в 12 каналах ТЧ

DF_пг= 60,6¸(60,6+(11´4кГц+1´3,1кГц))=60,6¸107,7кГц

(округлённо DF_пг=60¸108 кГц)

В этом диапазоне разделение по каналам ТЧ осуществляется кварцевыми и магнитострикционными фильтрами. LC фильтры – плохи!

Преобразование спектров индивидуальных каналов в линейный спектр осуществляется посредством 12 гетеродинов (см. рисунок на следующей странице).

Абсолютная ширина ВГ составляет 5´12 каналов ТЧ, т. е. 5×48=240 кГц.

Исходя из принципов для ПГ с учетом компромисса стоимости и качества выбрано для линейного спектра

DF_вг=3,12¸552 кГц

Приведённая схема соответствует одноступенному способу преобразования. Реализуются и способы с двумя ступенями индивидуального преобразования, а также способ с одной ступенью индивидуального + одна ступень группового преобразования. У каждого способа есть свои (+) и (-).

При рассмотренном одноступенном индивидуальном преобразовании для выделения ОБП нужны фильтры с крутизной скатов не хуже 0,07 дБ/Гц в переходной полосе. Это может быть только кварцевые, магнитострикционные или электромеханические. А они дорогие.

При двуступенном индивидуальном преобразовании первое преобразование происходит на одной несущей (>100кГц). Например, на частоте 200 кГц. А второе преобразование на своих гетеродинах.

Двуступенное индивидуальное преобразование.

После первого преобразования у всех каналов одна и также полоса. Применяют однотипные электромеханические полосовые фильтры – это выгодно. После второго преобразования используют вообще один фильтр ФНЧ (типа ФНЧ – 48), т.к. после второго преобразования боковые полосы далеко друг от друга (высокие несущие частоты).

Ещё большее упрощение фильтрации и удешевление оборудования даёт способ одного индивидуального и одного группового преобразования в области низких частот. 12 каналов разбиваются на 4 предгруппы по 3 канала, и в каждой предгруппе осуществляется первое индивидуальное преобразование.

f_гет. 1-й ступени 12; 16; 20; 20 кГц

f_гет. 2-й ступени 84; 96; 108; 120 кГц

Чем больше ступеней преобразования, - тем больше шумов и больше элементов и узлов. Но зато можно использовать однотипные фильтры, что и удешевляет и упрощает наладку и эксплуатацию. Т. е. способ выбора – компромиссный.

Получение вторичной группы DF_вг=312¸552 кГц. РУ – развязное устройство для уменьшения взаимного влияния фильтров. РУ – применяется в основном только при использовании LC фильтров. Для пьезокерамических фильтров РУ не нужно.

f_г – 420; 468; 516; 564; 612 кГц – для основного спектра (нижние БП)

f_г – (252); (300); (348); (396); (444) кГц – для инверсного спектра (верхние БПФ).

Использование прямых и инверсных спектров или их комбинация нужны для совместной эксплуатации оборудования различных систем для выделения необходимых полос.

Для отечественного оборудования приняты следующие линейные спектры К – 60 DF=60-1300 кГц; К – 300 DF=60-1300 кГц; К – 120 DF=812 – 1304 кГц; К – 1920 DF=312 – 8524 кГц; К – 3600 DF=812 – 17596 кГц; К – 10800 DF=4,332 – 59,684 МГц.