3.3 Канал электросвязи, линия передачи, сети связи
Каналом электросвязи называют совокупность технических средств и среды распространения, в которых электрические сигналы распространяются от передатчика к приёмнику. На рисунке 3.12 в состав канала электросвязи входят передатчик Пд, линия связи ЛС и приемник Пр.
Таким образом, каналом связи называется только та часть системы электросвязи, которая обеспечивает передачу сигнала.
В электросвязи выделяют различные типы каналов. Так, канал называется дискретным, если входные и выходные сигналы являются дискретными (по уровню).
Если входные и выходные сигналы являются непрерывными (по уровню), то канал называется непрерывным. В зависимости от того, какие сигналы поступают на вход и снимаются с выхода канала, встречаются дискретно-непрерывные и непрерывно-дискретные каналы.
По
способу распространения электромагнитной
энергии различают каналы с открытым и
закрытым распространением. В каналах
с закрытым распространением (каналы
проводной связи) электромагнитные
колебания распространяются по направляющим
линиям (проводные, кабельные, волноводные
тракты и т.п.). В каналах с открытым
распространением (каналы радиосвязи)
используются радиоволны в диапазоне
частот от 30 до 30·
Гц.
В соответствии с видами электросвязи каналы электросвязи могут быть телефонными, телеграфными, факсимильными, телевизионными и др.
Многоканальные системы электросвязи. Система связи, которая обеспечивает одновременную и независимую передачу сообщений от нескольких отправителей к такому же числу получателей по одной общей линии связи, называется многоканальной.
Применение многоканальной связи обусловлено необходимостью использования линий передачи с максимальной эффективностью. В основу построения систем многоканальной связи положен принцип уплотнения сигналов.
На рис. 3.13 представлена структурная схема многоканальной системы связи. С помощью преобразователей (ППСС) каждое из передаваемых сообщений преобразуется в отдельные электрические сигналы. Затем в аппаратуре уплотнения (АУ) они объединяются (уплотняются). Сформированный групповой сигнал обрабатывается в модуляторе передатчика Пд и передается по линии связи. Демодулятор приемника Пр осуществляет обратное преобразование принятого колебания в исходный групповой сигнал. Затем из группового сигнала с помощью аппаратуры разделения (АР) выделяются индивидуальные сигналы. В обратных преобразователях (ОПСС) они преобразуются в соответствующие сообщения.
Рис. 3.13 Структурная схема многоканальной системы связи
Передача по одной линии нескольких сигналов электросвязи одновременно требует образования для каждого сигнала своего канала. Это обеспечивает полную независимость передачи каждого сигнала. Такая операция называется разделением каналов. Разделить передаваемые сигналы на приемном конце возможно только при условии, что каждый сигнал отличает индивидуальный, присущий только ему признак.
В практике многоканальной связи применяют следующие способы уплотнения и разделения каналов: временной, частотный, спектральный, частотно-временной и кодовый.
В основу временного разделения положен принцип поочерёдной передачи сигналов в групповом тракте.
При частотном разделении весь спектр частотного диапазона разбивается на ряд частотных полос, в которых осуществляется передача информационных сигналов. Временной и частотный способы уплотнения и разделения каналов широко используются в различных системах электросвязи.
Спектральное разделение каналов (англ. Wavelength Division Multiplexing, WDW) является разновидностью частотного разделения и используется для передачи множества независимых информационных потоков в одном волоконно-оптическом тракте.
Частотно-временное разделение заключается в том, что сначала полоса частот разбивается на несколько подполос, а затем в каждой из них производится разделение каналов по временному принципу. Принцип частотно-временного разделения каналов используется в телеграфной каналообразующей аппаратуре.
При кодовом разделении каждому индивидуальному сигналу присваивается свой код. Таким образом, информация для каждого канала может быть легко выделена на приёмной стороне. Принцип кодового разделения каналов реализован в системе сотовой связи, использующей технологию CDMA.
Перспективы развития многоканальной связи состоят в поисках повышения помехоустойчивости передачи сообщений и эффективности использования линий связи.
Вопросы и задания:
Дайте определение канала электросвязи. Поясните это понятие своими словами.
Составьте таблицу «Типы каналов связи» (По видам электросвязи. По способам распространения сигналов. По характеру сигналов.)
Какую систему связи называют многоканальной?
Назовите принцип, который положен в основу построения многоканальной связи. Чем обусловлена необходимость организации многоканальной связи?
Проанализируйте структурную схему многоканальной связи (рис.3.13 и расскажите, как организуется такая связь.
Составьте двухуровневый граф «Способы уплотнения и разделения каналов».