Основные соотношения при чм
Добавка изменения частоты может быть представлена в следующем виде; и называется девиацией.
Эффективная девиация частоты:
,
где
-
девиация частоты на один канал
N
<1000;
N
1000
-
мощность многоканального сигнала (в
дБ),
определяется
следующим
видом:
Пиковая девиация частоты:
-
пиковая девиация частоты max
размах, который имеет многоканальное
сообщение на выходе ЧМ.
где
-
пик-фактор
С ростом N, убывает. Для N>240 =10.5 дБ
Соответствующий значению =10.5 дБ уровень пиковой мощности называется квазипикопой.
Ориентировочное значение
N |
300 |
600 |
1920 |
|
200 |
200 |
140 |
|
775 |
1095 |
1372 |
Индекс частотной модуляции
Недостаток ЧМ заключается в разном качестве передачи каналов. Для оценки качества вводят индекс частотной модуляции (тэ):
-
где Fв
- верхняя
частота
тэ - определяет качество передачи телефонных сообщений, чем выше индекс, тем лучше качество.
Чтобы устранить это явление вводят специальное искажение с помощью предискажающего контура (ПСК).
Ширина спектра при чм (формула Карсона)
-
верхняя
частота группового спектра многоканального
телефонного сигнала
N |
600 |
1920 |
2700 |
, МГц |
2,6 |
8,5 |
12 |
-
ширина спектра сигнала телевидения.
=
6МГц 
=
4МГц
ПТВ
= 20МГц
Достоинства и недостатки чм
Достоинства:
1. Уровень сигнала на выходе приемника можно измеряться в широких пределах
2. Высокая помехоустойчивость
3. Не требуется высокая стабильность частоты передатчика
4. Эффективное использование мощности ВЧ передатчика (независящий от характеристик сообщений)
Недостатки:
1. Пороговый эффект - это резкое ухудшение качества передачи при некотором снижении отношения сигнал/шум на выходе приемника.
2. Широкий спектр частот, занимаемый ЧМ сигналом
3. Необходимость выравнивания качества работы разных телефонных каналов (ПСК и ВСК)
4. Жесткие требования к АЧХ и характеристика группового времени запаздывания (ГВЗ).
Оконечное оборудование передачи – предназначено для объединения сигнала линейного тракта с другими сигналами в сигнал основной полосы и преобразования его в частотно-модулированный сигнал ПЧ. Таким образом, оконечное оборудование передачи выполняет две основные функции:
Формирует сигнал основной полосы.
Выполняет преобразование НЧ→ПЧ.
Первая функция осуществляется в групповом оборудовании, входящим в состав оконечного, вторая в модуляторе (в АРРСП, преимущественно используется частотная модуляция).
В многоствольных РРСП каждый ствол оснащен оконечным оборудованием. Рассмотрим примеры.
Оконечное оборудование АРРСП.
Оконечное оборудование передачи ТФ аналогового ствола содержит следующий набор элементов:
АТ - установочный аттенюатор,
СТ – согласующий трансформатор – входные устройства, предназначенные для согласования линий связи;
ФНЧ - фильтр нижних частот, ДК-55 и ДК-280 - вилки фильтров высоких и низких частот;
ВУ – входной усилитель, УОП - усилитель основной полосы;
ПК – предискажающий контур;
ГПС – генератор пилот сигнала;
ЧМ – частотный модулятор.
Оконечное оборудование передачи ТВ аналогового ствола
Fв = 6МГц - верхняя частота спектра телевизионного сигнала
В РФ передача телевизионных сигналов принята 625 строк х 25 кадров/сек.Для обеспечения устойчивости видеосигнала в него добавляют сигналы синхронизации: строчный и кадровый.
Окончание оборудование телевизионного ствола
Линейный спектр телевизионного сигнала
ПС имеет 2 стандарта:
8,5 или 9,023МГц.
Обобщение материала
Структурная схема передатчика ОРС
аналоговой РРЛ
Структурная схема приемника ОРС
аналоговой РРЛ
АРРСП, основанные на принципах частотного разделения каналов, обладают способностью к накоплению шумов и помех по всей длине РРЛ. Источники этих шумов могут иметь как внутреннее, так и внешнее происхождение.
Преобразование непрерывного сигнала в цифровой код называется импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ).
Модуляция сигналов несущей частоты дискретными сигналами называется манипуляцией.
Оконечное оборудование передачи цифрового
ствола предназначено только для преобразования цифрового сигнала, получаемого с ТФ станции или ТЦ, в сигнал, необходимый для выбранного метода передачи, а также для обратного его преобразования на приеме.
В его состав входит несколько обязательных элементов:
- регенератор импульсов (РИ);
- преобразователь кода (ПК);
- скремблер (Ск);
- фазовый модулятор (ФМ) на передаче и фазовый демодулятор (ФДм) на приеме.
Система PASOLINK.
Трансивер (блок наружной установки – ODU). Трансивер предназначен для работы с цифровым сигналом 10-80 Мбит/с в диапазонах 7-38 ГГц. Его блок-схема ODU приведена на рисунке 1.2. Аппаратура сконструирована так, чтобы выдержать воздействие самых неблагоприятных климатических условий. Для достижения высокого системного коэффициента усиления при модуляции используется квадратурная фазовая манипуляция (QPSK или КФМн). А для достижения высокой частотной эффективности для квадратурной амплитудной модуляции применяется 16-уровневая манипуляция: 16QAM. Настоящий блок ODU может работать при использовании обоих видов модуляции. Для построения всех РЧ-схем блока ODU применены современные технологии интегральных микросхем, например, MMIC и MIC. Внешний вид блока наружной установки представлен на рисунке 1.3.
Рисунок 1.2 – Блок-схема ODU (7-38 ГГц)
Рисунок 1.3 – Блок наружной установки (7-38 ГГц)
Блок внутренней установки (IDU). Блок внутренней установки выполняет шесть функций: мультиплексор (MPX), модем (MODEM), блок ЦПУ (DPU), интерфейс (INTFC), управление (CONTROL) и электропитание (PSU). Его основная блок-схема показана на рисунке 1.4.
Функция мультиплексора обеспечивает суммирование сигналов для блока ODU. Функция модулятора / демодулятора (MODEM) может, путем программной настройки, выбирать тип модуляции: QPSK или 16QAM. Кроме того, MODEM обеспечивает прямую коррекцию ошибок (FEC). Функция пользовательского интерфейса обладает двумя видами опций для интерфейса E1 и LAN. Цифровой служебный канал (DSC) организован методом заполнения, а ИКМ-кодек применяется для создания служебного телефона (EOW). Все функции цифровой обработки аппаратно реализованы на одной печатной плате, при этом применялись технологии интегральных схем СБИС: LSI, VLSI и др.
Рисунок 1.3 – Основная блок-схема IDU
жизненно важные системные компоненты – чтобы улучшить технические показатели системы. Блок внутренней установки систем без резервирования имеет высоту 1RU, его можно смонтировать в стандартной стойке типоразмера 19” и в стойке ETS. Для систем с резервированием блок внутренней установки 1+1 имеет высоту 2RU. Возможны два варианта конфигурации наружной установки. Использование РЧ-гибридного узла (RF Hybrid) в качестве антенного фильтра – при применении одной антенны. Второй вариант соответствует использованию конфигурации с двумя антеннами, без узла антенного фильтра (разветвителя), две антенны монтируют непосредственно на блоке наружной установки. В случае системы с пространственным разнесением, применение двух антенн является определяющим фактором. В обоих случаях может быть использован стандартный блок 1+0 ODU, который на 100% идентичен и для конфигурации 1+0, и для конфигурации 1+1 (смотри рисунки 5(a), 5(b), 5(c) и 5(d)).
Радиосистема Globe Star (фирмы «HARRIS» (Канада)) состоит из двух основных блоков: блока обработки сигналов (SPU) и радиоблока. Блок SPU размещается в помещении, а радиоблок может размещаться как в помещении, так и вне помещения на антенной мачте. Эти два блока соединяются с помощью одного – двух коаксиальных кабелей: одного в случае радиосистемы без резервирования и двух – в случае с резервированием.
По каждому кабелю передается электроэнергия и многоканальный сигнал с частотным разделением в обоих направлениях передачи.
Блок SPU обеспечивает функции обработки сигналов (мультиплексирование, демультиплексирование, демодуляция, служебная связь) и функции управления; кроме того, он обеспечивает соединения для аппаратуры пользователя.
Радиоблок обеспечивает модуляцию, радиопередачу и прием. Блок SPU обеспечивает радиоблок электропитанием, основным сигналом и телеметрическим сигналом. Радиоблок обеспечивает блок SPU сигналом на промежуточной частоте (ПЧ) и телеметрическим сигналом. Телеметрические сигналы используются блоком контролера в блоке SPU для управления и контроля работы радиоблока. На рисунке 2.1 показана упрощенная блок-схема оконечной станции радиосистемы «Globe Star».
Рисунок 2.1 – Упрощенная блок-схема оконечной станции радиосистемы Globe Star
2.1.1 Работа блока SPU
Компонентные сигналы поступают на блок SPU через блоки линейных интерфейсов, которые подключают их к блокам мульдексов. К блокам мульдексов подводятся также цифровые разговорные сигналы и сигналы данных от блоков служебных каналов и последовательные управляющие сигналы от блока контролера. Блок контролера выбирает один из блоков мульдексов для переноса нагрузки. Он объединяет все сигналы данных в один сигнал, который подается на оба модема.
Каждый блок модема модулирует телеметрический сигнал, поступающий от блока контролера, методом частотной манипуляции (FSK) и объединяет его с сигналом от блока мульдекса. Затем он вводит объединенный сигнал в коаксиальный кабель, соединяющий блок SPU с соответствующим блоком приемопередатчика в радиоблоке.
В приемном направлении каждый блок модема выделяет низкоскоростной компонент составного сигнала и разделяет его на телеметрический сигнал с FSK и сигнал ПЧ (IF). Он демодулирует телеметрический сигнал и подает его на блок контролера. Он также демодулирует сигнал ПЧ, и полученный сигнал подает на блоки мульдексов. Используя различные критерии, блок контролера выбирает один из этих сигналов для последующего демультиплексирования. Активный блок мульдекса разделяет этот сигнал на отдельные компонентные сигналы, сигналы служебных каналов и сигналы управления сетью. Затем он распределяет эти сигналы по соответствующим местам назначения. Аналогичным образом функционирует версия без резервирования за исключением того, что оборудование включает в себя только один блок мульдекса и один модем.
Блок контролера контролирует ряд состояний и аварийных точек на блоке обработки сигналов и на радиоблоке с использованием телеметрического сигнала. Информация о состоянии этих точек передается на блок вспомогательной клавиатуры (дисплей, компьютерный терминал общего типа VT–100 или терминал системы управления сетью FARSCAN).
Блок контролера может также переключать нагрузку с одного канала на другой. Он осуществляет это автоматически, когда обнаруживает ухудшение качества передачи нагрузки в одном канале, или, он может быть принужден осуществить переключение канала оператором. Оператор будет выдавать команду на переключение через вспомогательную клавиатуру/дисплей или один из других операторских интерфейсов (Mini SCAN, SCAN, FARSCAN, блок дистанционного управления третьей стороны и пр.).
Блок служебных каналов обеспечивает два канала ТЧ (звуковая частота) и два канала передачи данных, которые организуются вместе с каналами основной нагрузки. Эти каналы могут быть выведены и введены в промежуточных усилителях и подсоединены к ответвлениям.
Первый канал ТЧ (ТЧ 1) может быть подключен либо к двухпроводному, либо к четырехпроводному телефонному аппарату и оборудован двухчастотной системой телефонной сигнализации (DTMF).
