Особливості передачі цифрових сигналів по лінійних трактах.

Одержаний за допомогою аналого- цифрового обладнання цифровий двійковий сигнал, який складається з імпульсів і пропусків (одиниць і нулів), повинен передаватися по ЦЛТ на протилежну кінцеву станцію системи передачі. При цьому повинна бути забезпечена необхідна вірогідність передачі.

Цифровий лінійний тракт, як тракт системи передачі, повинен мати в своєму складі середовище розповсюдження цифрового сигналу і пристроїв, які забезпечують необхідну якість передачі. На відміну від аналогового сигналу, який використовується в системах з ЧРК і має складну форму, повне відновлення сигналу неможливе в проміжних пунктах; цифровий же сигнал в більшості випадків достатньо простий по формі і тому в проміжних пунктах можливе його повне відновлення (регенерація). Відновлюється амплітуда імпульсу і часові параметри - тривалість імпульсу і інтервали між ними. Проміжні пункти в ЦСП одержали назву регенераційних.

Обладнання закінчення лінійного тракту (ЗЛТ) призначене для формування лінійного цифрового сигналу на передачі і його регенерації на прийомі. Регенераційні пункти РП забезпечують регенерацію цифрового сигналу на проміжних ділянках лінійного тракту.

Особливості побудови ЦЛТ різних систем передачі пов'язані з фізичними властивостями середовищ розповсюдження цифрового сигналу, які визначають ступінь викривляння форми сигналу, захист від перешкод і, як висновок цього, вірність передачі цифрової інформації. Враховуючи це, розглянемо властивості основних середовищ розповсюдження цифрових сигналів (СРЦС), їх вплив на сигнал і вимоги, які до них пред'являються, і забезпечують одержання необхідної вірності передачі.

Найбільш розповсюджене середовище для передачі цифрових сигналів – це електричний кабель (як симетричний, так і коаксіальний).

Затухання кабельного ланцюга із збільшенням частоти зростає, що неминуче приводить до обмеження смуги частот цифрового сигналу зверху. Це пов'язано з дією на сигнал різних елементів вхідних схем регенераторів, трансформаторів, підсилювачів та ін.

При надходженні імпульсу на вхід ділянки кабельного ланцюга виникаючи в цьому ланцюгу перехідні процеси призводять до завалу фронту імпульсу і затягуванню спаду при знижені амплітуди імпульсу. Причому, чим більшого розміру ділянка ланцюга, тим менше величина імпульсу на його виході і тим більш різко виражені явища завалу фронту і затягування спаду. При значному обмежені смуги частот цифрового сигналу перехідні процеси, які виникають в ланцюгу кабелю при проходженні через нього кожного імпульсу, не встигають закінчитися до моменту приходу наступного імпульса чи пропуску. Це призводить до накладення імпульсів, особливо сильно відчутних для сусідніх символів цифрового сигналу. Явище накладання символів цифрового сигналу за рахунок розширювання їх тривалості одержало назву міжсимвольної інтерференції.

Міжсимвольна інтерференція призводить як до змін амплітуди, так і до часових зсувів (зрушень) символів. Внаслідок міжсимвольної інтерференції на сусідньому тактовому інтервалі імпульс або пропуск одержує випадкове збільшення ∆Ипр. Якщо при відсутності інтерференції допустима амплітуда перешкоди Un, то при накладанні символів її значення зменшується на ∆Ипр. Зсув фронта імпульсу ∆τ також призводить до викривляння форми символа. (рис. 6.1а)

В лінійних трактах, організованих на ланцюгах симетричних кабелів, присутні узгоджувальні трансформатори і підсилювачі, які обмежують смугу частот цифрового сигналу знизу за рахунок заглушування постійної і низькочастотних складових спектру (рис. 6.1б)

Ослаблення низькочастотних складових призводить до появи викидів, полярність яких протилежна полярності символа цифрового сигналу, при чому спад викиду затягується на наступні тактові інтервали, викликаючи міжсимвольну інтерференцію, яка зменшує амплітуду імпульсів. Зменшення амплітуди імпульсів при можливій амплітуді перешкоди Un знижує можливість реєстрації імпульсів на фоні перешкод. Отже, обмеження смуги частот викликає спотворення цифрового сигналу, що завжди знижує стійкість до перешкод. Цифровий сигнал в електричному кабелі підлягає дії перешкод.

Розглянемо характерні перешкоди в ЦЛТ, побудованих на симетричному кабелі, і їх вплив на цифрові сигнали. Перш за все, це перешкоди з других трактів цього кабелю. Вплив перехідної перешкоди залежить від способу організації передачі. При однокабельній передачі переважають перехідні перешкоди на ближньому кінці регенераційної ділянки, при двохкабельній – перехідні перешкоди на дальньому кінці. Перехідна перешкода на ближньому кінці не залежить від довжини регенераційної ділянки і в більшості випадків перевищує перехідну перешкоду на дальньому кінці. Величина перехідної на ближньому кінці визначається рівнем сигналу на передачі, перехідним затуханням між парами кабелю на ближньому кінці А і спектрами сигналів, який впливає і підлягає впливу. Збільшення швидкості передачі цифрового сигналу призводить до зменшення тривалості імпульсів і розширення смуги частот. Це, в свою чергу, призводить до зниження перехідного затухання і відповідно збільшує перешкоди. В цьому випадку зменшується захищеність на ближньому кінці А . З метою зберігання величини захищеності А в допустимих межах і приходиться або відповідно зменшити довжину регенераційних ділянок, або використовувати двохкабельну систему організації передачі.

Крім перехідних перешкод для симетричних кабелів характерні перешкоди від сигналів відбиття. Сигнали відбиття виникають в тих точках кабельної пари, де виникає стрибкоподібні зміни хвильового опору кола, це перш за все, стики будівельних довжин і ділянки включення газонепроникливих муфт. Відбиття приводять до виникнення паразитних цифрових потоків, які випереджають основний сигнал або відстають від нього. При одночасному використанні пар симетричного кабелю для організації цифрової передачі і комутуючого низькочастотного зв'язку на регенераційних ділянках, які прилягають до комутаційної станції, виникають імпульсні перешкоди. Перешкоди утворюються комутаційними приладами. Потужність таких перешкод на прилягаючих до станції регенераційних ділянках значно перевищує потужність решти перешкод, що призводить до скорочення пристанційних ділянок.

Характерною особливістю коаксіальних кабелів, які використовуються для організації високошвидкісних цифрових трактів, є зростання перехідного затухання при збільшенні частоти. Перехідне затухання типових коаксіальних кабелів вже на частоті 1 МГц складає не менш 120 дБ, що дозволяє не враховувати перехідні перешкоди при розгляданні процесів передачі по них сигналів.

Основним видом перешкод в коаксіальних цифрових трактах є теплові перешкоди, які викликані тепловим рухом носіїв струму в кабельних колах і вхідних каскадах регенераторів. Захищеність від теплових шумів цілковито визначається швидкістю передачі цифрового сигналу і довжиною регенераційної ділянки (ці параметри визначають затухання ділянки). Менш значні перешкоди від відбиття, які в коаксіальних кабелях виникають не тільки в точках стику будівельних довжин, але і в точках технологічної неоднорідності структури ланцюга.

В цілому рівень перешкод в коаксіальних колах набагато нижчий, чим в симетричних. При організації високошвидкісних цифрових трактів по симетричним кабелям необхідна захищеність не може бути забезпечена, тому при швидкостях передачі вище 8 Мбіт/с цифрові лінійні тракти будуються на базі коаксіальних кабелів.

Дата добавления: 2015-11-14