Systemy teletransmisyjne.pdf

PROCESY TELEKOMUNIKACYJNE

Telekomunikacja obejmuje transmisję informacji z jednego miejsca do drugiego za pomocą wielu procesów.

1. Generacja modelu myślowego lub obrazu w umyśle nadawcy.

2. Opis tego obrazu z pewną określoną precyzją za pomocą zbioru symboli słuchowych lub wizualnych.

3. Transmisja zakodowanych symboli do miejsca przeznaczenia.

4. Dekodowanie i reprodukcja pierwotnych symboli.

5. Odtworzenie pierwotnego modelu myślowego lub obrazu przy określonym pogorszeniu w umyśle odbiorcy.

To pogorszenie wynika z nieidealności systemu.

Podstawowe elementy systemu telekomunikacyjnego: nadajnik, kanał transmisyjny, odbiornik.

Źródła informacji: mowa, TV, fax, komputer.

Kanały telekomunikacyjne: media fizyczne, poprzez które odbywa się transmisja, np. kanały telefoniczne,

światłowody, radiowe kanały łączności ruchomej, kanały satelitarne.

Zalety światłowodów:

- olbrzymia potencjalna szerokość pasma, ok. 2*10 14 Hz (praktycznie do 2*10 13 Hz)

- mała stratność (0.2 dB/km)

- odporność na interferencje elektromagnetyczne

- niewielkie wymiary i waga (125µm)

- wytrzymałość i giętkość (duża odporność na rozciąganie i wyginanie)

Radiowy kanał łączności ruchomej – nie ma łączności po linii prostej; propagacja odbywa się przez

rozproszenie fal na powierzchniach otaczających budynków oraz poprzez dyfrakcję ponad i wokół nich. W

efekcie energia dochodzi do anteny odbiorczej po większej liczbie dróg niż 1. Kanały łączności radiowej są

rozpatrywane jako liniowe kanały niestacjonarne .

Kanał satelitarny zapewnia szeroki obszar pokrycia na skalę kontynentu i całego globu. Umożliwia dostęp do

odległych obszarów nie pokrytych tradycyjną ani światłowodową siecią kablową. W prawie wszystkich

satelitarnych systemach telekomunikacyjnych satelity umieszczone są na orbitach geostacjonarnych.

Zalety satelity:

- szeroki obszar pokrycia

- niezawodność połączeń

- szerokie pasmo transmisyjne; zastosowanie tego pasma (6/4 GHz) pozwala na względnie tanie urządzenia

mikrofalowe, małe tłumienie od chmur deszczowych, pomijalny szum promieniowania tła (przypadkowy

szum galaktyk, najniższy poziom szumu 1-10GHz)

Satelita zaprojektowany jest na pasmo przenoszenia 500MHz, które podzielone jest na 12 transponderów,

znajdujących się na pokładzie satelity. Każdy transponder zajmuje 36MHz łącznego pasma. Pojedynczy

transponder jest w stanie przenieść: 1 kanał TV kolorowej, 1200 kanałów telefonicznych lub kanał cyfrowy o

transmisji 50Mbit/s.

Inne klasyfikacje kanałów telekomunikacyjnych:

- liniowy (telefon) lub nieliniowy (satelita)

- stacjonarny (światłowód) i niestacjonarny (radio)

- o ograniczonym paśmie (telefon) lub o ograniczonej mocy (światłowód lub satelita)

MODULACJA

Celem systemów telekomunikacyjnych jest dostarczenie wiadomości ze źródła informacji do odbiorcy w

rozpoznawalnej formie, przy czym źródło i odbiorca są fizycznie odseparowani od siebie. W tym celu w

nadajniku dokonuje się przekształcenia sygnału do postaci dogodnej do transmisji poprzez kanał.

Przekształcenia tego dokonuje się za pomocą procesu znanego pod nazwą modulacji, polegającego na

zmienianiu jednego z parametrów fali nośnej zgodnie ze zmianami sygnału informacyjnego. Odbiorca

dokonuje odtworzenia oryginalnego sygnału wysłanego po jego przejściu przez kanał i to odtworzenie

dokonywane jest w procesie demodulacji.

Podział modulacji: ciągła i impulsowa.

W modulacji ciągłej fala sinusoidalna służy jako fala nośna. Gdy amplituda sygnału zmienia się w takt sygnału

informacyjnego, mamy do czynienia z modulacją amplitudy (AM) . Gdy ulega zmianie argument fali nośnej

mówimy o modulacji kąta. Dzieli się ona na modulację częstotliwości (FM) i fazy (PM) .

Modulacja impulsowa – falę nośną stanowi okresowy ciąg impulsów prostokątnych. Modulacja ta może być

analogowa lub cyfrowa. W analogowej modulacji impulsowej możemy mieć modulację amplitudy impulsów

(PAM) , w którym zmiana amplitudy następuje w takt spróbkowanych wartości sygnału informacyjnego, lub

modulację szerokości impulsu (PDM) .

PCM jest podobna do modulacji PAM z tą różnicą, że amplituda każdego zmodulowanego impulsu (tzn.

próbka oryginalnego sygnału) jest skwantowana lub zaokrąglona do najbliższej wartości z zadanego zbioru

dyskretnych poziomów amplitudy, a następnie zakodowana do postaci sekwencji symboli binarnych. W

procesie kwantowania pewna informacja jest zawsze tracona i oryginalny sygnał informacyjny nie może zostać

dokładnie odtworzony, jednak przy założeniu, że liczba poziomów kwantowania (dyskretnych amplitud) jest

dostatecznie duża, zniekształcenia spowodowane procesem kwantowania nie są zauważalne dla ucha ludzkiego

lub dla oka (obrazy 2D).

Zalety PCM:

- odporność na szumy z uwagi na regenerację transmitowanego sygnału

- elastyczne działanie

- integracja rozmaitych źródeł informacji poprzez sprowadzenie do wspólnego formatu

- zabezpieczenie informacji w czasie trwania transmisji od źródła do odbiorcy

- możliwość zwielokrotnienia

Etapy modulacji PCM:

1. Próbkowanie – polega na zamianie ciągłego sygnału analogowego na impulsy o amplitudzie równej

chwilowej wartości sygnału w momencie próbkowania i określonej częstotliwości powtarzania (zależnej od

częstotliwości maksymalnej sygnału próbkowanego).

2. Kwantowanie – właściwy proces cyfryzacji sygnału. W tej operacji następuje zamiana analogowej wartości

próbki sygnału na liczbę jedną spośród ograniczonego zbioru. Zasady kwantowania:

- określamy wartość maksymalną i minimalną sygnału wejściowego

- dzielimy zakres przetwarzania na N przedziałów zwanych przedziałami kwantowania i

przyporządkowujemy im numery (liczby) binarne

- sprawdzamy, w którym przedziale znajduje się próbka sygnału i zamiast niej do dalszych czynności

wykorzystujemy numer owego przedziału kwantowania.

Kompandorowanie – składa się z 2 operacji: kompresji sygnału w nadajniku i ekspansji sygnału w odbiorniku.

Istotą kompandorowania jest zmniejszenie przedziałów kwantowania dla słabych sygnałów.

KROTNICA UM-TCK 30/32

Krotnica składa się z części nadawczej i odbiorczej. Pracą części nadawczej steruje zegar krotnicy, sygnał z

zegara steruje generatorem impulsów bramkujących GIB. Impulsy bramkujące o częstotliwości 8 kHz

wysyłane są do rozdzielacza impulsów kanałowych RIK załącza kolejno układy bramkujące K 1 -K 30

poszczególnych kanałów z częstotliwością 32 razy większą tak aby próbki pochodzące z jednego kanału

pojawiały się z częstotliwością 8 kHz czyli co 125 µs.

Schemat blokowy stojaka UM-TCK30TC systemu PCM 30/32 składa się z: -bloku translacji abonenckiej

(BTA) i centralowej (BTC); - bloku krotnicy (BK1); bloku sygnalizacyjnego (BS1) ma on na celu

wprowadzenie i wyprowadzenie bitów sygnałów sygnalizacyjnych 2 TRON-ów, i 1 RON-a. TRON – bity

nadawcze (2 szt.), RON – bity odbiorcze (1szt.) W bloku sygnalizacyjnym BS1 tworzymy szczelinę kanałową

16, która jest przekazywana do bloku krotnicy BK1 aby ją umieścić w ramce. Blok krotnicy wyprowadza

sygnały wyjściowe tworzące ramkę i wieloramkę. Blok krotnicy połączony jest od strony wejścia 20 kanałami

rozmównymi z blokiem translacji BTC1. Na wyjściu z bloku BK1 ma interfejs G.703. Impulsy wejściowe i

wyjściowe przechodzą przez blok telelokalizacji. Blok ten umożliwia odłączenie impulsów wychodzących z

krotnicy i wprowadzenie specjalnego kodu z testera traktu PL-TCK30, który służy do badania jakości traktu

liniowego. Sygnał z krotnicy poprzez blok przekazywany jest do bloku regeneratora (blok nadawczy i

odbiorczy)

Krotnica BK1-TCK-30

Krotnica posiada generator z pętlą czasową (VCO). Generator ten może być synchronizowany sygnałem

zewnętrznym 64 kHz lub 2048 kHz. Prócz tego krotnica wyposażona jest w zespół nadzoru, który określa stan

pracy krotnicy, zespół ten posiada indykatory świetlne wskazujące stany alarmowe krotnicy (alarm niepilny,

alarm akustyczny). Krotnica wysyła alarm zdalny do przeciwległej krotnicy informując ja o swoim stanie

alarmowym (o swoim uszkodzeniu) za pomocą 3 bitów w szczelinie kanałowej 0 w ramce nieparzystej.

Krotnica po stronie odbiorczej posiada układ wyławiania wzoru synchronizacji ramki nazywany układem

fazowania ramki. Zegar odbiorczy jest utworzony z przychodzących impulsów kodu odbiorczego. Krotnica

wyposażona jest w zespoły kanałowe (15 szt.) Każdy zespół kanałowy zawiera 2 kanały: cześć nadawczą i

odbiorczą. Każdy kanał posiada indywidualny kodec (koder + dekoder). Zespoły kanałowe mogą pracować w

układzie jednotorowym lub dwutorowym. Alarmy krotnicy: - Cd (alarm kontroli kodeców); - P – (alarm

procesora); - Sym (utrata fazowania ramki); - -3 (stopa błędów 1*10 -3 ); - -5 (stopa błędów 1*10 -5 ); - Sch (zanik

sygnału wejścia sk 16); - Dch (zanik sygnału wejściowego w kanałach cyfrowych; - RE (alarm zdalny B3y SK0;

szczeliny kanałowej 0 bramki nieparzystej).

Blok sygnalizacji BS1

BS1-TCK-30 składa się z 4 zespołów nadawczych i 4 zespołów odbiorczych. Zespoły nadawcze wprowadzają

do systemu PCM 30/32 sygnały sygnalizacyjne nadawcze tzw. TRON-y a i b (1-15 sygnałów TRON a, 1-15

sygnałów Tron b, 16-30 sygnałów TRON a, 16-30 sygnałów TRON b).

Zespoły odbiorcze podobnie jak nadawcze wyprowadzają sygnały sygnalizacyjne odbiorcze tzw. RON-y a i b.

Blok sygnalizacji BS1 składa się również z zespołów grupowych nadawczych i odbiorczych. Zespół grupowy

odbiorczy posiada układ fazowania wieloramki wychwytujący wzór sygnalizacji wieloramki (0000), oraz

wydziela alarmy strony odbiorczej. Na wolnych bitach szczeliny kanałowej 16 ramki R0 utworzono dodatkowe

kanały cyfrowe 8 lub 16 lub 32 kbit/s. Zespoły grupowe nadawcze i odbiorcze komunikują się z krotnicą poprzez

kanał cyfrowy 64 kbit/s. Według CCITT G.703 (szczelina kanałowa 16).

Blok regeneratorów BR1

Blok regeneratorów BR1 składa się z regeneratora nadawczego, regeneratora odbiorczego, zespołu kontrolnego,

zespołu alarmowego i z zasilania lokalnego. Regenerator nadawczy dopasowuje sygnał nadawczy do wyjścia

liniowego oraz likwiduje tłumienność między krotnicą, a linią kablową (6dB). Regenerator odbiorczy wzmacnia

stłumiony przez linie kablową sygnał cyfrowy (12÷36dB), koryguje jego kształt do postaci cos 2 , wydziela zegar

z przychodzących impulsów, podejmuje decyzję o istnieniu lub braku impulsu. Dopasowuje wyjście regeneratora

według punktu styku G.703 (CCITT). Zespól kontrolny kontroluje poprawność transmisji – stopę błędu 10 -3 , 10 -5

i przekazuje stany alarmowe do zespołu alarmowego. Zespół kontrolny umożliwia również zamkniecie pętli

transmisji między regeneratorem nadawczym i odbiorczym w celu dokonania sprawdzenia specjalnym kodem

2 15 -1 (pseudo przypadkowym) generowanym w czasie kontroli testera traktu PL-TCK30. Zespól alarmowy

wyświetla stany alarmowe: Tr (brak sygnału nadawczego), R (brak sygnału odbiorczego), -3 (przekroczenie

stopy błędów 1*10 -3 ), -5 (przekroczenie stopy błędów 1*10 -5 ), T (test bloku), Lp (zamknięta pętla transmisji).

Zasilacz lokalny dostarcza 2 napięcia +5V i -5V do zasilania układów bloków

Regenerator

Przedwzmacniacz regeneratora dopasowuje układ wejścia do poprzedzającej lini kablowej. Wzmocniony sygnał

wejściowy dostosowując kształt wzmocnionych impulsów wejściowych do kształtu typu cos 2 ( w celu

zmniejszenia wpływu przeników od impulsów sąsiednich). Wzmocniony sygnał razem z szumami podawany jest

do układu decyzyjnego (zbudowanego na przerzutnikach typu D) czy jest informacja 1 czy 0. Z wyjścia

przedwzmacniacza wzmocnione impulsy wejściowe podawane są również na układy odtwarzania zegara z

obwodem rezonansowym (2048 kHz) utworzonym na kwarcu. Odtworzony sygnał zegara po wzmocnieniu

steruje układem decyzyjnym oraz układem decydującym o szerokości zregenerowanych impulsów wyjściowych.

Przy projektowaniu odcinków przy centralowych z zasady (ze względu na zakłócenia) skracamy odcinek

regeneratorowy o połowę w celu polepszenia stosunku sygnału do szumu.

Wybór par dla transmisji cyfrowej w kablu wieloparowym

W kablu wieloparowym (czwórkowym) należy wybierać wiązki nadawcze oddzielone co najmniej 3 wiązkami

aby uzyskać dobre warunki dla transmisji cyfrowej. Również rolę ekranu spełnia 1 warstwa oddzielająca wiązki

nadawcze od odbiorczych, wtedy przeniki są minimalne. Nie należy wybierać par do transmisji cyfrowej w

jednej wiązce albo znajdujące się w rdzeniu, ponieważ na nią oddziaływają wszystkie otaczające je wiązki.

Jeżeli nie można spełnić wyżej wymienionych warunków należy skrócić odcinek regeneratorowy w celu

uzyskania właściwego stosunku S/N (sygnał, szum). Należy przeznaczać do transmisji cyfrowej przede

wszystkim nowe kable i w nich odpowiednio zagospodarować pary dla transmisji cyfrowej. Dobre dla transmisji

cyfrowej są również kable dalekosiężne, na których istniało dotychczas zwielokrotnienie częstotliwościowe

(systemy nośne). We wszystkich kablach wieloparowych, w których była przeprowadzana symetryzacja za

pomocą dodatkowych kondensatorów należy je zdjąć przed włączeniem systemów cyfrowych. Należy usunąć na

całej trasie cewki PUPINA aby nie wprowadzały dużej tłumienności dla sygnału cyfrowego. Nie należy

krosować par w kablu aby zachować odstęp między parami kierunku nadawczego i odbiorczego na całej jego

długości. Nie wskazane jest łączenie kabli o różnych parametrach (średnicach żył) ponieważ powoduje to w

miejscach połączeń odbicia impulsów i skierowania ich do nadajnika jako dodatkowe zakłócenie. Zwiększanie

stosunku sygnału do szumu S/N powoduje unikanie zakłóceń odbitych sygnałów.

Translacje

Rozróżniamy 2 typy translacji: translacje abonencką i translacje centralową. Blok translacji abonenckiej BTA

składa się z zespołów translacji abonenckiej (6 translacji TA 10), zespołu sterującego TW10 i zespołu alarmów

TW 20. Translacja abonencka umożliwia z jednej strony dopasowanie do lini abonenckiej, a z drugiej strony

przekazuje sygnały akustyczne od abonenta do zespołów rozmównych w krotnicy BK. Dodatkowo wydziela z

lini abonenckiej sygnały sygnalizacyjne TRON i RON. Translacja wyposażona jest w ręczna blokadę

poszczególnych abonentów. Rejestry sterowane szyną danych zespołu sterującego w odpowiednim czasie

przekazują do bloku sygnalizacji BS1 sygnały TRON i RON. Zespól alarmów TW 20 ma na celu rejestrować

stany uszkodzenia translacji, układu sterowania i zasilania. W zespole alarmów znajduje się również generator

25 Hz w celu wysłania sygnału zewu do abonenta. Układ sterowania ma możliwość ręcznego resetowania

(zerowanie układu).

L.p. Treść kodu

TRON

RON a RON b

1. Stanspoczynku

2. Zajęcie prze AbA

3. Wybieranie:

- zwarcie pętli

- rozwarcie pętli

na czas < 400 ns

4. Zgłoszenie AbA

5. Odłożenie mikrotelefonu przez AbA

6. Odłożenie słuchawki prze AbB

7. Blokada

8. Zwolnienieblokady

9. Wysłanie zewu (sygnał ciągły lub na

przemian z sygnałem spoczynku 1/4s

Zdalne zasilanie regeneratorów przelotowych.

Zdalne zasilanie regeneratorów przelotowych odbywa się po torze pochodnym utworzonym z kierunku

nadawczego i odbiorczego transmisji cyfrowej. Regeneratory przelotowe zasilane są stałym prądem (I=70 mA)

dostarczanym z przetwornicy Z50. Stały prąd płynąc przez diodę Zenera w regeneratorze przelotowym powoduje

spadek napięcia (5,1V) i tym napięciem zasilane są oba kierunki transmisji w regeneratorze. Przetwornica

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: