Основы построения телекоммутационных систем и сетей

Задание № 1.

Дать определения понятий: сообщение, сигнал, канал, система связи, система N – канальной связи. Изобразить структурную схему многоканальной системы передачи, пояснить назначение блоков.

Решение:

Сообщением называют совокупность сведений о состоянии какого либо материального объекта. Источник и получатель сообщений разделены некоторой средой, в которой источник образует возмущения, отображающие сообщение и воспринимаемые получателем.

Физическая реальность, изменение которой в пространстве и во времени отображают переданное сообщение, называется сигналом.

Системой N – канальной связи называется совокупность технических средств, обеспечивающих одновременную и независимую передачу сообщений от N источников к N получателям по одной цепи связи (по одному стволу).

Структурная схема многоканальной системы передачи приведена на рис. 1.

Рис. 1.

М – модуляторы, О – устройства объединения, Цепь – цепь связи, Ф – фильтры, D – демодуляторы.

К передатчику N – канальной системы связи подводятся первичные сигналы а(t) от N источников сообщений. Эти сигналы подвергаются специальной обработке в модуляторах и объединяются в общий групповой сигнал u(t), направляемый в цепь связи. В приемной части системы из группового сигнала , подвергшегося воздействию помех, выделяются индивидуальные сигналы отдельных каналов , соответствующие передаваемым сообщениям.

Задание № 2.

Пояснить принцип формирования одной боковой полосы фазоразностным методом. Оценить качеств формирования канального сигнала. Рассчитать и построить спектр сигнала (на основе крайних частот спектра) полезной боковой полосы первой ступени преобразования МСП с ЧРК согласно исходным данным:

- исходный сигнал

- несущая частота

- полезная боковая полоса – ВБП

- асимметрия в плечах фазоразностной схемы

- погрешность фазирования

Решение:

1. Схема, реализующая фазоразностный метод формирования ОБП приведена на рис. 2.

Схема содержит:

РУ – развязывающие устройства;

ВУ – вычитающие устройства;

ФК – фазовые контура;

М – модуляторы.

На схеме (рис. 2) фазовый сдвиг π/2 для несущей частоты создает фазовый контур ФК1. Фазовые контуры ФК2 и ФК3 создают фазовый сдвиг π/2 для всех частот исходного сигнала в одном плече по отношению к другому.

2. Если на модулятор одного плеча исходный сигнал и несущую частоту подать сдвинутыми по фазе π/2 относительно сигнала и несущей частоты, подаваемых на модулятор другого плеча, то сигнал на выходе схемы будет содержать колебания только одной боковой полосы.

Покажем это. Пусть исходный сигнал представляет собой гармоническое колебание вида UΩcosΩt (с учетом, что Ω = 2πF, θ = 2πw). Тогда исходный сигнал и несущая частота подаваемые на модулятор, будут определятся выражениями:

и , а второго соответственно и .

В случае выполнения модуляторов по двойной балансной схеме, напряжение на выходе первого и второго модуляторов соответственно будут:

Если амплитуды токов на выходе преобразователей будут одинаковые

I = I1 = I2, то на выходе схемы (или входе ВУ) ток будет равен:

то есть в его составе будет только ток одной (в рассматриваемом случае верхней) боковой полосы.

При несоблюдении равенства тока в плечах схемы I1 ≠ I2 и равенства разности фаз величине π/2 ток на выходе схемы будет содержать составляющие нижней и верхней боковых полос.

3. Степень подавления фазоразностной схемой неиспользуемой полосы (затухание в полосе не пропускания), при наличии:

Ø Ассиметрии в плечах фазоразностной схемы составит:

дБ,

Ø Погрешности фазирования:

дБ,

Ø Асимметрии в плечах фазоразностной схемы и погрешности фазиования:

дБ

4. Степень дополнительного затухания полезной боковой полосы, при наличии:

Ø Асимметрии в плечах фазоразностной схемы:

дБ;

Ø Погрешности фазирования:

дБ;

Ø Асимметрии в плечах фазоразностной схемы и погрешности фазирования:

5. Для расчета и построения спектра сигнала, рис3, (на основе крайних частот спектра) верхней боковой полосы первой ступени МСП с ЧРК воспользуемся выражениями:

Гц;

Гц.

Задание №3.

Пояснить групповой принцип построения аппаратуры МСП с ЧРК, рассчитать:

Ø Значение несущей частоты используемой в аппаратуре сопряжения при наличии одной ступени преобразования;

Ø Значение виртуальной несущей частоты, согласно исходным данным:

- исходный сигнал 299 – 2549 Гц.;

- Ступени преобразования 29; 84; 249; 449 кГц. (ВБП, НБП, ВБП, ВБП)

- Полоса частот сигнала линейного спектра 12049 – 14299 Гц.

Решение:

1. Структурная схема, поясняющая принцип построения МСП с ЧРК с использованием многократного или группового преобразования, приведена на рис. 4

2. В первой ступени, являющейся ступенью индивидуального преобразования, одинаковые исходные частотные полосы от n1 различных источников сигналов преобразуются в n1-канальных сигналов, размещенных в не перекрывающихся полосах частот, образуя n1-канальный групповой сигнал.

Вторая и последующие ступени преобразования являются групповыми. Во второй ступени n2 одинаковых частотных полос n1-канального сигнала преобразуются в общий групповой n1n2-канальный сигнал. В следующей ступени преобразования образуется n1n2n3-канальный сигнал путем переноса n3 одинаковых частотных полос группового n1n2-канального сигнала в не перекрывающиеся полосы частот и т. д. Последняя ступень группового преобразования предназначается для получения линейного спектра системы передачи, которая передается по линии.

Совокупность ступеней преобразования образуют каналообразующую аппаратуру.

Преобразование спектра частот на выходе каналообразующей аппаратуры в определенный для системы передачи линейный спектр осуществляется аппаратурой сопряжения (АС). Она содержит, как правило, одну ступень преобразования.

3. Для расчета несущей частоты используемой в АС при наличии одной ступени преобразования, воспользуемся планом спектра частот составленным согласно варианту задания (ВБП, НБП, ВБП, ВБП). Из анализа которого следует: