Сравнительные особенности помехозащищенности АМ, ФМ, ЧМ.

Приведем сравнительные данные помехозащищенности систем с АМ, ФМ (ОФМ) и ЧМ: максимальные искажения от гармонической помехи имеют соотношения .

Следовательно, наименьшие краевые искажения импульсов при воздействии помех возникают в системе передачи дискретных сигналов с ФМ и ЧМ. При этом следует иметь в виду, что, как известно из общей теории передачи сигналов, система передачи с ФМ (ОФМ) обладает наибольшей потенциальной помехозащищенностью и это преимущество ее становиться заметным в условиях повышенных уровней помех.

(слайд 14)

Вопрос № 3. Варианты построения аппаратуры передачи дискретных сигналов.

Для эффективного использования аналоговых каналов передачи первичной сети аппаратура передачи дискретных низкоскоростных сигналов (например, телеграфных) выполняется многоканальной, а для среднескоростных и высокоскоростных - одноканальной. В настоящее время на сетях связи используется каналообразующая аппаратура с числом дискретных (цифровых) каналов от одного до нескольких десятков. Пропускная способность дискретных каналов (номинальная скорость передачи) устанавливается ГОСТ и должна составлять: для телеграфных каналов 50 или 100 Бод; для низкоскоростной сети передачи данных (ПД) 200 Бод (бит/с); для среднескоростных каналов ПД 600, 1200, 2400 и 9600 Бод (бит/с); для высокоскоростных каналов ПД 12000 Бод (бит/с) и выше.

По типу каналы передачи дискретных сигналов подразделяются на прозрачные и непрозрачные, а по виду передачи - на синхронные, асинхронные и стартстопные.

Прозрачные каналы позволяют работать с любой, не превышающей номинальной, скоростью передачи как синхронным, так и асинхронным способами.

Непрозрачные каналы являются синхронными и позволяют работать лишь с одной номинальной скоростью.

(слайд 15)

Синхронная передача – способ передачи, при котором между любыми двумя значащими моментами всегда имеется целое число единичных интервалов.

Асинхронная передача – способ передачи, при котором между любыми двумя значащими моментами в одной кодовой комбинации всегда имеется целое число единичных интервалов, а число единичных интервалов между двумя любыми значащими моментами, расположенными в различных кодовых комбинациях, не всегда является целым числом.

Стартстопная передача – это асинхронная передача, при которой каждой кодовой комбинации предшествует стартовый сигнал и после каждой кодовой комбинации следует стоповый сигнал.

(слайд 16)

Значащие моменты – моменты изменения значащих позиций (например, изменение с положительного на отрицательное значение).

Значащая позиция – фиксируемое дискретное значение параметра сигнала (например, положительный или отрицательный импульс).

Значащий интервал – интервал времени между двумя соседними значащими моментами.

Каналы в многоканальной аппаратуре передачи дискретных сигналов могут разделяться по частоте (системы с ЧРК), времени (системы с ВРК), по частоте и времени (системы с ЧВРК).

При частотном разделении каналов эффективно передаваемая полоса частот (ЭППЧ) аналогового канала передачи первичной сети с помощью полосовых фильтров делится на несколько относительно узких полос, в каждой из которых образуется отдельный дискретный канал. Каналы в такой аппаратуре получаются прозрачными.

При временно́м разделении каналов на противоположных концах канала передачи дискретных сигналов к каналу первичной сети поочередно на определенный отрезок времени подключаются с помощью распределителей, работающих на обоих концах синхронно, передатчик и приемник этого канала. Недостатками метода ВРК являются сложность каналообразующей аппаратуры и возможность работы по каналам только синхронным способом с определенной скоростью.

При частотно-временном разделении каналов эффективно передаваемая полоса частот аналогового канала разделяется на несколько частотных подканалов, в каждом из которых используется временное разделение каналов.

При использовании типовых аналоговых каналов передачи возможны три варианта построения аппаратуры передачи дискретных сигналов.

При первом варианте (рис. 7) импульсная последовательность от источника информации ИИ поступает к передатчику через аппаратуру сопряжения (АС), которая выполняет функцию согласования первичного сигнала от ИИ с дальнейшим трактом передачи по скорости и коду.

(слайд 17)

Рис. 7. Первый вариант использования аналоговых каналов
для передачи дискретных сообщений.

 

Параметры сигналов на выходе АС, как правило, унифицированы и соответствуют рекомендованным МСЭ параметрам стыка. От АС информация в виде кодовых комбинаций передается в устройство защиты от ошибок (УЗО), которое обеспечивает требуемую достоверность передачи путем введения избыточности в передаваемую информацию, используемую на приемной стороне для обнаружения и исправления ошибок. В устройстве преобразования сигналов (УПС) последовательность импульсов постоянного тока преобразуется методом АМ, ФМ, (ОФМ) или ЧМ в полосу частот, соответствующую полосе пропускания аналогового канала. На приеме осуществляется обратное преобразование сигнала к дискретной форме в УПС, а затем восстанавливается исходная двоичная последовательность в УЗО и поступает через АС к получателю информации ПИ. Основная функция УЗО на приеме – это обнаружение и исправление ошибок, в передаваемом сигнале, возникающих в дискретном канале за счет искажений и воздействия помех. Аналоговый канал вместе с УПС образуют дискретный канал, а дискретный канал с УЗО – канал передачи данных.

По первому варианту строятся вторичные сети среднескоростной (по каналам ТЧ) и высокоскоростной (по широким каналам) передачи данных.

При втором варианте (рис. 8), называемом телеграфным, в полосе частот аналогового канала обеспечивается передача дискретных сигналов от нескольких низкоскоростных источников информации.

(слайд 18)

 

Рис. 8. Второй (телеграфный) вариант использования аналоговых каналов
для передачи дискретных сообщений.

 

В индивидуальном оборудовании передачи (ИО Пер) первичные дискретные сигналы от ИИ преобразуются методом АМ, ФМ (ОФМ) или ЧМ в модулированные сигналы, размещаемые каждый в соответствующей части полосы частот аналогового канала. В групповом оборудовании (ГО Пер) сигналы от всех ИО объединяются и формируется линейный сигнал для передачи по аналоговому каналу. На приемной стороне осуществляется разделение группового сигнала
(в ГО Пр), обратное восстановление дискретных сигналов (в ИО Пр.) и передача к соответствующим приемникам информации (например, телеграфные аппараты).

По второму варианту строится каналообразующая аппаратура для образования нескольких телеграфных каналов в спектре канала тональной частоты (0,3…3,4 кГц). Поэтому такая аппаратура получила название аппаратура тонального телеграфирования (ТТ), а получаемые с ее помощью телеграфные каналы – каналы ТТ.

При третьем варианте (рис. 9) построения аппаратуры передачи дискретных сигналов используется аналоговый канал (как правило, канал ТЧ) не полностью, а частично: обычно верхняя часть ЭППЧ канала ТЧ (2,5…3,4 кГц) используется для организации каналов ТТ, а нижняя часть (0,3…2,5 кГц) – для телефонной связи.

(слайд 19)

ОА

Рис. 9. Третий вариант использования аналоговых каналов
для передачи дискретных сообщений.

 

Здесь с помощью разделительных фильтров РФ (ФНЧ и ФВЧ) ЭППЧ канала ТЧ разделяется для телеграфной и телефонной связи. Для уменьшения взаимного влияния телефонных сигналов на телеграфные в телефонный канал включается ограничитель амплитуд (ОА), срезающий пики речевых сигналов.

На приведенных схемах вариантов построения аппаратуры передачи дискретных сигналов показана передача сигналов в одном направлении. Для обратного направления связи необходимо такое же оборудование.

Приложение № 1

Раздаточный материал.

 

Рис. 1. Двухполярные первичные телеграфные сигналы.

 

Рис. 2. Спектр сигнала с амплитудной модуляцией.

 

Рис. 3. Спектр сигнала с фазовой модуляцией.

 

Рис. 4. Формирование сигнала при двухкратной ФМ.

 

Рис. 5. Спектр сигнала с частотной модуляцией.

 

Рис. 6. Краевые искажения в сигнале АМ.

 

Рис. 7. Первый вариант использования аналоговых каналов
для передачи дискретных сообщений.

 

Рис. 8. Второй (телеграфный) вариант использования аналоговых каналов
для передачи дискретных сообщений.

 

ОА

Рис. 9. Третий вариант использования аналоговых каналов
для передачи дискретных сообщений.

Приложение № 2

Копии слайдов к лекции № 1.