|
| |
|
Главная Журналы дающие электронно-оптические преобразователи обеспечивают формирование сигнала на выходе регенерационного участка мощностью до ] мВт (О дБ). Чувствительность приемного оптоэлектронного преобразователя составляет 45- 60 дБ и зависит от скорости принимаемого цифрового потока информации. Дли на регенерационного участка в этом случае составляет 40-50 км. Световодные ЦСП предназначены для использования на всех участках сети связи. На городских телефонных сетях (ГТС) световодные ЦСП обеспечивают организацию пучков соединительных линий большой емкости без применения НРП, поскольку расстояние между АТС не превышает в большинстве случаев 8-10 км. При использовании световодных ЦСП на междугородных сетях можно сократить количество НРП и увеличить расстояние между обслуживаемыми регенерацион-ными пунктами (ОРП), повысить технико-экономические показатели сети связи Применение световодных магистральных кабельных линий, содержащих большое количество оптических волокон, позволит уменьшить количество транзитных соединений за счет организации многоканальных прямых связей между сетевыми узлами.- Дальнейшее совершенствование аппаратуры ЦСП связано также со снижением потребляемой мощности и уменьшением габаритных размеров. В новых поколениях аппаратуры ЦСП для построения наиболее часто используемых узлов широко применяют специализированные большие интегральные схемы (БИС): индивидуальные аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи,- регенераторы, преобразователи кодов и др. В результате объем аппаратуры ЦСП уменьшается в 4-5 раз, потребляемая мощность в первичных и вторичных ЦСП снижается в 4-6 раз, третичных и четвертичных ЦСП - примерно в 2 раза. Следует отметить, что номенклатура и функциональные возможности аппаратуры ЦСП постоянно расширяются. К наиболее важным показателям качества ЦСП независимо от того, для каких целей и какими средствами осуществляется передача цифровой информации, остается: достоверность (верность) и скорость передачи информации. Достоверностью передачи информации принято называть степень соответствия принятого сообщения переданному. Для количественной оценки этого соответствия пользуются понятием частости ошибок (или коэффициентом ошибок) Кош - NomlNotm, где Norn - число ошибочно- принятых элементов сообщения; Лосщ - общее число переданных элементов сообщения. При ограниченном времени передачи tn (сеанс связи) величина Кот является случайной и зависит от tu, т. е. Kdm=f(tn)- Однако, если лТэ, где Тэ - длительность одного элемента сообщения, а статистические характеристики процесса передачи при этом остаются неизменными, то величина Кот также не меняется от сеанса к сеансу. В большинстве случаев перечисленные условия выполняются. Поэтому в первом приближении коэффициент ошибок можно считать близким к вероятности ошибки Рош приема одного элемента сообщения. На основании теоремы Бернулли можно записать Кот = Рош = lim Лош/ЛоСщ. Таким образом, достоверность цифровой передачи информации оценивается величиной вероятности ошибочного приема одного элемента сообщения. Вторым важным показателем качества является скорость передачи информации. Существует два понятия скорости: техническая и информационная. Техническая скорость характеризует быстродействие аппаратуры, входящей в состав передающей части ЦСП. Она определяется количеством элементов дискретного сообщения, переданных в секунду. Вод, В = 1Лэ. (1.1) в технической литературе техническую скорость передачи иногда называют скоростью модуляции (манипуляции). Информационная скорость - это скорость передачи информации. Она определяется количеством информации, передаваемой в единицу времени, бит/с, Я=:ЦтЦат)/Т, (1.2) Г-*-оо где 1{ат)-общее количество информации в последовательности а, общая длительность которой равна Т. Полагая, что 1{ат)=пН{а), Т = пгэ, перепишем формулу (1.2) пН(а) Н(а) R = lim- ПХа Тэ где Я (а)-энтропия. В двоичных системах каждый единичный элемент несет один бит информации. Если все единичные элементы несут информацию, то скорость передачи информации и скорость модуляции равны между собой: R=B. В реальных условиях связи к единичным элементам, которые несут информацию, добавляются специальные единичные элементы для служебных целей, например, для синхронизации и фазирования, а также для повышения верности приема, поэтому в двоичных системах R<B. Пример 1.1. При стартстопной передаче пятиэлементным кодом каждой букве соответствует семь элементов: один стартовый длительностью 20 мс, один стоповый длительностью 30 мс и пять кодовых по 20 мс. Общая продолжительность передачи буквы равна 150 мс. При автоматизированной работе буквы передаются непрерывно. Скорость модуляции в соответствии с формулой (1.1) В = 1/Та = 1/0,02 = 50 Бод. Скорость передачи информации (информационная скорость) П = n/h = 5/0,15 = 33,3 бит/с, где п - число информационных единичных элементов в букве (п=5); - длительность передачи одной буквы. Для многопозиционных систем, например двух- или трехкратных видов модуляции, скорость передачи информации (информационная скорость) может превышать скорость модуляции, т. е. R>B. Конкретные значения вероятности ошибки и скорости передачи цифровой информации существенно зависят от типа канала (его полосы пропускания), вида модуляции, интенсивности помех, энергии сигнала и от предъявляемых к качеству передачи требований. 2. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЦИФРОВЫХ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ и их ИЕРАРХИЯ Цифровые системы передачи информации широко применяют в различных областях народного хозяйства, особенно при передаче данных космической связи и в управлении. Появление такой связи, кад передача Данных, объясняется применением ЭВМ в различных системах управления: объектами, централизации и обработки результатов различных измерений, управления производством и т. п. Термин "«данные» можно рассматривать как назвацие определенного вида информации, передаваемой на расстоянии средствами связи для обработки ее на ЭВМ или уже обработанной ими. Передача данных ведется в цифровой форме и основана на тех же принципах, что и передача телеграфных сообщений, т. е. с использованием имеющихся линий связи, телефонной и телеграфной. Передача данных по сравнению с передачей телеграфных сообщений требует боЛее высокой скорости достоверности и надежности. В телефонных каналах и сетях связи имеются импульсные помехи и кратковременные перерывы связи. Такие помехи, не опасные для телефонных перегово- ров мешают передаче данных. Ошибки при передаче данных могут также возникать из-за неравномерности фазовых характеристик каналов, приводящей к неравномерности группового времени запаздывания, и вызывающей дополнительные переходные процессы и увеличение взаимного влияния элементов передаваемой последовательности друг на друга (межсимвольной интерференции). Для передачи данных используют различные каналы связи: проводные, радиорелейные и радиоканалы, включая каналы спутниковой связи. Каналы связи делятся на коммутируемые и некоммутируемые (арендованные). Коммутируемый канал связи создается из отдельных участков только на время передачи и разрушается после окончания сеанса связи. Так как при каждом сеансе связи образуется свой набор участков связи для канала, то характеристики коммутируемого канала изменяются случайным образом. Некоммутируемые каналы связи представляются абонентам на длительное время (постоянно), имеют постоянные характеристики и малые уровни помех. В зависимости от того, с какой скоростью Передается информация по каналу связи, каналы подразделяются на три группы: низкоскоростные (телеграфные) со скоростью передачи от 50 до 200 бит/с, среднескоростные (телефонные) со скоростью от 200 до 2800 бит/с; высокоскоростные (широкополосные) со скоростью свыше 4800 бит/с. Допустимая вероятность ошибки при передаче одного элемента последовательности единичных элементов по современным стандартным телеграфным и телефонным каналам и при отсутствии специальных средств защиты составляет 10"*-10-5. Современное состояние техники передачи данных и перспективы ее развития изложены в работах [25; 40; 65]. ЦСП, используемые в космической связи, должны решать следующие задачи [14; 62]: обеспечивать устойчивую и надежную связь на расстояниях, превышающих сотни миллионов километров; управлять режимами работы космических объектов путем передачи командной информации с Земли на борт управляемого объекта; передавать на Землю телеметрическую информацию о состоянии управляемых объектов (космических) или их элементов (устройств). Различают следующие системы космической связи: системы связи «Земля - борт» и «борт - Земля» с искусственными спутниками Земли и орбитальными космическими кораблями и лабораториями; системы дальней космической связи с автоматическими станциями, запускаемыми в сторону планет солнечной системы; системы связи с автоматическими станциями, запускаемыми в сторону Луны и на Луну. Следует отметить, что большинство космических систем связи являются совмещенными и обеспечивают одновременное решение задач связи, телеметрии, измерения и управления. Такие системы должны иметь высокую надежность, верность, энергетическую эффективность, малые массу и габаритные размеры. Так как системы космической связи обычно работают на УКВ и используют несущие частоты сантиметрового и дециметрового диапазонов, то основной помехой является белый шум. Спектральная плотность мощности белого шума No = кТе, где Ts - эквивалентная шумовая температура по шкале Кельвина, обусловленная всеми источниками помех; ft=l,38-10-2 Дж/К - постоянная Больцмана. Методика определения эквивалентной шумовой температуры изложена в работе [24], а сведения об особенностях цифровых космических систем связи -в работах [62]. Совокупность технических средств, обеспечивающих измерение, передачу, регистрацию и обработку телеметрической информации, называется телеметрической системой. Как правило, телеметрические системы - это составные части более сложных систем. В отдельных случаях (авиационная, ракетно-космическая техника, океанология, промышленность и др.) - это самостоятельные системы. В зависимости от вида используемого канала различают радио, проводные и гидроакустические телеметрические системы. Для дальней цифровой связи и управления применяют системы, обеспечивающие надежную и высококачественную передачу значительных потоков информации на расстояния в сотни н тыся- 0 [ 1 ] 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 |