Основы побудови телекоммутационных систем і сетей

ПОВОЛЖСКАЯ ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙ І ИНФОРМАТИКИ.

СТАВРОПОЛЬСЬКИЙ ФИЛИАЛ.

КОНТРОЛЬНА РАБОТА.

ПО ДИСЦЕПЛИНЕ «ОСНОВЫ ПОБУДОВИ ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНИХ СИСТЕМ І СЕТЕЙ».

СТУДЕНТА: Заочного факультета.

ССиСК 5 курсу 1 гр.

Xодуc Олександра Юрьевича.

ПЕРЕВІРИВ: Бондар З. Н.

Ставрополь 1999 г.

Завдання № 1.

Дати визначення понять: повідомлення, сигнал, канал, система зв’язку, система N — канальної зв’язку. Зобразити структурну схему багатоканальної системи передачі, пояснити призначення блоков.

Решение:[pic].

Повідомленням називають сукупність відомостей про стан якого або матеріального об'єкта. Джерело і одержувач повідомлень розділені деякою середовищем, у якій джерело утворює обурення, які відображатимуть повідомлення що мисляться получателем.

Фізична реальність, зміна якої у просторі та у часі відбивають передане повідомлення, називається сигналом.

Системою N — канальної зв’язку називається сукупність технічних коштів, які забезпечують одночасну і незалежну передачу повідомлень від N джерел до N одержувачам за однією ланцюга зв’язку (за одним стволу).

Структурна схема багатоканальної системи передачі приведено на рис. 1. [pic].

Рис. 1.

М — модулятори, Про — устрою об'єднання, Ланцюг — ланцюг зв’язку, Ф — фільтри, D — демодуляторы.

До передавача N — канальної системи зв’язку підбиваються первинні сигнали а (t) від N джерел повідомлень. Ці сигнали піддаються спеціальної обробці в модуляторах і об'єднують у загальний груповий сигнал u (t), спрямовуваний в ланцюг зв’язку. У приймальні частини системи з групового сигналу [pic], подвергшегося впливу перешкод, виділяються індивідуальні сигнали окремих каналів [pic], відповідні переданих сообщениям.

Завдання № 2.

Пояснити принцип формування однієї бічний смуги фазоразностным методом. Оцінити якостей формування канального сигналу. Розрахувати і побудувати спектр сигналу (з урахуванням крайніх частот спектра) корисною бічний смуги першому місці перетворення МСП з ЧРК відповідно до вихідним данным:

— вихідний сигнал [pic].

[pic].

— несуча частота [pic].

— корисна бічна смуга — ВБП.

— асиметрія в плечах фазоразностной схеми [pic].

— похибка фазирования [pic].

Рішення: 1. Схема, реалізує фазоразностный метод формування ОБП приведено на рис. 2.

Схема містить: РУ — розв’язують устрою; ПУ — вычитающие устрою; ФК — фазові контуру; М — модуляторы.

На схемою (рис. 2) фазовий зрушення ?/2 для несучою частоти створює фазовий контур ФК1. Фазові контури ФК2 і ФК3 створюють фазовий зрушення ?/2 для всіх частот вихідного сигналу щодо одного плечі стосовно іншому. 2. Коли модулятор одного плеча вихідний сигнал і несучу частоту подати зсунутими за фазою ?/2 щодо сигналу і несучою частоти, поданих на модулятор іншого плеча, то сигнал не вдома схеми міститиме коливання лише однієї бічний полосы.

Покажемо. Нехай вихідний сигнал є гармонійне коливання виду U? cos?t (з урахуванням, що? = 2? F,? = 2? w). Тоді вихідний сигнал і несуча частота що подаються на модулятор, будуть визначаться выражениями:

[pic] і [pic], а другого відповідно [pic] і [pic].

У виконання модуляторів по подвійний балансной схемою, напруга не вдома першого і другого модуляторів відповідно будут:

[pic].

[pic].

Якщо амплітуди струмів не вдома перетворювачів будуть однакові I = I1 = I2, то, на виході схеми (чи вході ПУ) струм буде равен:

[pic], тобто у його буде лише струм однієї (в аналізованому разі верхньої) бічний полосы.

При недотриманні рівності струму в плечах схеми I1? I2 і рівності різниці фаз величині ?/2 струм не вдома схеми міститиме складові нижньої і верхньої бічних смуг. 3. Ступінь придушення фазоразностной схемою невикористовуваної полосы.

(згасання в смузі не пропускання), при наличии:

> Ассиметрии в плечах фазоразностной схеми составит:

[pic] дБ,.

> Похибки фазирования:

[pic] дБ,.

> Асиметрії в плечах фазоразностной схеми і похибки фазиования:[pic].

[pic] дБ 4. Ступінь додаткового загасання корисною бічний смуги, при наличии:

> Асиметрії в плечах фазоразностной схемы:

[pic] дБ;

> Похибки фазирования:

[pic] дБ;

> Асиметрії в плечах фазоразностной схеми і похибки фазирования:[pic] [pic] 5. Для розрахунку побудови спектра сигналу, рис3, (з урахуванням крайніх частот спектра) верхньої бічний смуги першому місці МСП з ЧРК скористаємося выражениями:

[pic] гц; [pic] Гц.

Завдання № 3.

Пояснити груповий принцип побудови апаратури МСП з ЧРК, розрахувати: > Значення несучою частоти яка у апаратурі поєднання за наявності одному щаблі перетворення; > Значення віртуальної несучою частоти, відповідно до вихідним данным:

— вихідний сигнал 299 — 2549 Гц.;

— Сходинки перетворення 29; 84; 249; 449 кГц. (ВБП, НБП, ВБП, ВБП).

— Смуга частот сигналу лінійного спектра 12 049 — 14 299 Гц.

Рішення: 1. Структурна схема, яка пояснює принцип побудови МСП з ЧРК з допомогою багаторазового чи групового перетворення, приведено на рис. 4.

[pic] 2. У першій щаблі, що є щаблем індивідуального перетворення, однакові вихідні частотні смуги від n1 різних джерел сигналів перетворюються на n1-канальных сигналів, розміщених у не перекрывающихся шпальтах частот, створюючи n1-канальный груповий сигнал. Друга й наступні щаблі перетворення є груповими. У другій щаблі n2 однакових частотних смуг n1-канального сигналу перетворюються на загальний груповий n1n2-канальный сигнал. У наступного ступеня перетворення утворюється n1n2n3-канальный сигнал шляхом перенесення n3 однакових частотних смуг групового n1n2-канального сигналу не перекрывающиеся смуги частот тощо. буд. Остання щабель групового перетворення призначається для отримання лінійного спектра системи передачі, яка передається по линии.

Сукупність щаблів перетворення утворюють каналообразующую аппаратуру.

Перетворення спектра частот не вдома каналообразующей апаратури в певний системі передачі лінійний спектр здійснюється апаратурою поєднання (АС). Вона має, зазвичай, один щабель преобразования.

3. Для розрахунку несучою частоти яка у АС за наявності одному щаблі перетворення, скористаємося планом спектра частот складеним відповідно до варіанту завдання (ВБП, НБП, ВБП, ВБП). З аналізу якого следует:

[pic].

[pic].

[pic].

[pic].

[pic].

Звідки маємо очікувати результуюче співвідношення для обчислення шуканої частоти: [pic] 4. Віртуальною несучою частотою називається уявна несуча частота, з допомогою якої було б вихідну смугу частот перемістити в лінійну шляхом однократного перетворення (минаючи все проміжні щаблі перетворення). 5. Віртуальне несуча частота составит:

[pic] Гц.

Завдання № 4.

Пояснити принципи організації двосторонній зв’язку з проводовим і радиорелейным лініях связи.

Решение:

Двобічна зв’язок то, можливо організована по: 1 — односмугової четырехпроводной; 2 — двухполосной двухпроводной; 3 — односмугової двухпроводной системам. 1. При односмугової четырехпроводной системі (рис. 5) використовуються дві двухпроводные цепи:

Одна ланцюг передачі сигналів щодо одного напрямі, друга — у напрямі. Передача сигналів в обох напрямках ввозяться тому ж діапазоні частот. Цю систему є з організацією зв’язку з кабельним линиям.

2. Двухполосная двухпроводная система використовується при побудові багатоканальних систем передачі, працівників повітряних і радіорелейних лініях. Структурна схема системи передачі, працююча по повітряним лініях, приведено малюнку 6.

Здесь використовується одна двухпроводная ланцюг, через яку передача сигналів в двох напрямах ввозяться різних спектрах частот. Направляючі фільтри відповідно низьких високих частот служать потреби ділити спектрів частот двох напрямів передачі. 3. У односмугової двухпроводной системі (рис. 7) передачі сигналів в обох напрямках за однією двухпроводной ланцюга використовується сама й той самий смуга тональних частот, отже, можна здійснити одну двосторонню передачу.

Разделение напрямів передачі у оконечных і проміжних підсилюючих пунктах здійснюється з допомогою диференційних систем. Нині цю систему використовується дуже рідко, що з низькою сталістю підсилювачів двостороннього действия.

Завдання № 5.

Пояснити принцип побудови МСП з ВРК-ФИМ. Розрахувати можливу кількість каналів МСП, без ведення сигналів синхронізації при заданих початкових условиях:

Частота дискретизації [pic] кГц.

Захисний інтервал [pic] мкс.

Решение:

1. На рис. 8 приведено спрощена структурна схема, иллюстрирующая принципи побудови апаратури з тимчасовим поділом каналів і фазоимпульсной модуляцією. 2. Розглянемо призначення та функції її вузлів, положиста, що апаратура варта передачі телефонних сигналов.

Розмовні струми абонентів через диференціальні устрою, що розділяють напрями передачі і прийому, потрапляють у гілках передачі на фільтри нижніх частот. З виходів цих фільтрів сигнали надходять на входи канальних амплитудно-импульсных модуляторів, з допомогою яких безперервні мовні сигнали перетворюються на послідовності отсчетов. На модулятори подаються як і управляючі імпульсні послідовності - імпульсні переносники, вироблювані ДО передачі. Від ДІ імпульси надходять на розподільник імпульсів каналів РВК, від якого вони у задані моменти часу потрапляють на канальні модулятори. Перетворювачі АИМ-ФИМ здійснюють перетворення імпульсних сигналів, модулированных по амплітудою, в сигнали, модулированные за фазою. Виходи всіх канальних перетворювачів АИМ-ФИМ об'єднуються, і формується груповий ФИМ сигнал.

З виходу приймального устрою ПР, груповий ФИМ сигнал надходить на канальні тимчасові селектори (ключі) КС, по черзі які і пропускають імпульси лише у даному каналу. Далі здійснюється перетворення ФИМ-АИМ. Відновлення безперервних сигналів здійснюється фільтрами нижніх частот.

3. На рис. 9 приведено послідовність імпульсів циклу передачи.

[pic] 4. З рис. 9 видно, що [pic].

Тоді за умови [pic] получим:

[pic].

З огляду на, що N — найменше ціле, число каналів в МСП становитиме 5.

Завдання 6.

Пояснити принцип побудови МСП з ВРК-ИКМ. Розрахувати тактову частоту передачі символів в лінійному тракті, якщо цикл розділений на N+2 рівних тимчасових інтервалу у тому числі N зайняті кодовими групами каналів, 2 — службової інформацією, при заданих початкових умовах: Частота дискретизації [pic] кГц. Кількість каналів [pic]. Кількість розрядів в кодовою групі [pic].

Решение:

1. Спрощена структурна схема МСП з ВРК приведено малюнку 10.

2. Аналоговий сигнал, який прийшов від абонента по двухпроводной лінії, через диференціальну систему потрапляє на фільтр нижніх частот. Дискретизація здійснюється АИМ модуляторами, виходи яких запараллелены. Групповой.

АИМ сигнал надходить на кодер, де проходить його квантування і кодування. У системі ВРК-ИКМ передача здійснюється циклами. Цикл передачі складається з кодових груп каналів, сигналів циклової синхронізації, дозволяє відокремити один цикл передачі від іншого і зробити цим тимчасову селекцію сигналів, і навіть сигналів управління і взаємодії АТС (СУВ). Робота всіх блоків передавальної частини синхронізується сигналами, виробленими блоком синхронизации.

БСпер. З виходу УО імпульси надходять на регенератор, де нормалізується їх форма й усунуто фазові флуктации т. е. випадкові усунення від тактових моментів. Перекодування ввозяться спеціальному устрої погодження з лінією УМ. З виходу УМ сигнал передається у лінійний тракт. У приймальні частини системи сигнал перетворюється на зворотної послідовності. Вхідні імпульси з лінії після регенерації надходять на пристрій поділу КР, де можна виділити сигнали СУВ і інформаційні. Декодер служить для цифро-аналогового перетворення, у результаті якого ІКМ сигнал перетворюється на АИМ сигнал. Поділ каналів здійснюється канальным селектор КС, а виділень первинного сигналу — ФНЧ. 3. Тимчасові діаграми, поясняющие принцип освіти групового сигналу у системі ВРК ІКМ наведено на рис. 11. Де: а) сигнал у 1-му каналі; б) сгнал у 2-му каналі; в) сигнал в n-ою канале;

4. р) груповий АИМ сигнал; буд) груповий ІКМ сигнал. 4. Тактова частота передачі символів в лінійному тракті составляет:

[pic].

Завдання № 7. Пояснити принципи лінійного кодування при передачі сигналів ЦСП (однією з способів кодування). Показати, на тимчасових діаграмах, форму сигналу при різних засобах кодування з допомогою: (відповідно до заданому варіанту) — попарно — виборчого троичного (ЗВТ) кода.

Решение:

1. Реальний сигнал не вдома формирователя імпульсів МСП з ВРК є випадкову послідовність однополярных імпульсів, спектр якої характеризується наявністю постійної складової на переданої на каналі зв’язку у вигляді особливостей реалізації останнього. Це своє чергу, призводить до виникнення спотворень форми відновленого сигналу, крім те, що дуже важливо, призводить до збільшення труднощів формування тактовою частоти і почастішання помилок регенерації. У уникнення зазначених недоліків, застосовують додаткове перетворення двоичного цифрового сигналу (лінійне кодиование). 2. Лінійне кодування з урахуванням попарно — виборчого троичного (ЗВТ) коду передбачає, у процесі її формування вхідний двоїчний потік розбивається на пари символів і «кожної такий парі ставлять у відповідність пара троичных символів коду лінії. Правило формування ПИТ-кода визначається таблицею 1.

Таблиця 1. |Двоичн|ПИТ-к|Условие вибору | |ый код|од | | |00 |- + | | |11 |+ - | | |01 |+ П |Якщо попередня пара 01 чи 10 було представлено| | | |через '- П' чи 'П -' | | |- П |Якщо попередня пара 01 чи 10 було представлено| | | |через '+П' чи 'П+' | |10 |П — |Якщо попередня пара 01 чи 10 було представлено| | | |через '+П' чи 'П+' | | |П + |Якщо попередня пара 01 чи 10 було представлено| | | |через '- П' чи 'П -' |.

3. Відповідно до методичним вказівкам, вихідний цифровий сигнал прийме вид:

[pic].

[pic].

Цьому ИЦП відповідає тимчасова діаграма, рис 12.

[pic].

Завдання № 8.

Пояснити принцип побудови асинхронно адресних систем зв’язку (ААСС). Розрахувати число можливих абонентів у мережі з організацією: а) телефонному зв’язку; б) передачі, при заданих початкових условиях.

Дозволене число активних абонентів N = 100 + NпрNп =100 + 49 =149. Коефіцієнт занятости:

[pic].

[pic] Коефіцієнт активности:

[pic].

Рішення: 1. Функціональна схема ААСС і тимчасові діаграми сигналів ААСС наведено на рис. 13, 14. 2. Вихідні сигнали, зокрема мовні, подаються на входи імпульсних модуляторів, де перетворюються на АИМ коливання, причому тактовые моменти дискретизації різних сигналів не збігаються, оскільки станції всіх абонентів автономні і синхронізовані. Модулированные імпульси вступають у пристрій адресації, де кожен із новачків наділяється адресою. Адресою то, можливо, наприклад, кодова група символів. І тут, пристрій адресації є лінію затримки (ЛЗ) з відводами. Кожному імпульсу на вході ЛЗ відповідає група імпульсів їхньому виході. Кількість імпульсів групи залежить від кількості використовуваних відводів лини. На рис. 13, задіяні 4 отвода.

Взаємна розташування імпульсів, характеризує адресу абонента, залежить від того, з яких відводів ЛЗ береться вихідний сигнал, т. е. сигнали мовних абонентів не вдома устрою адресації є асинхронні послідовності імпульсів, які мають інформацію, як про адресі абонента, і про переданій сигнале.

Сигнали, із виходу устрою адресації, подаються на радиопередающее пристрої і випромінюються на відкрите пространство.

На приймальному боці після посилення і перетворення на індивідуальному радиоприемном устрої сигнали вступають у пристрій дешифрации адреси. Дешифрация адреси залежить від визначенні взаємного розташування імпульсів адреси — й здійснюється також із допомогою ЛЗ з отводами.

3. Адреса абонента формується з елементів (позначених малюнку 15а) заштрихованими квадратами, визначальними частоту заповнення та палестинці час передачі імпульсів адреси. Приклади адрес наведено на рис. 15б. Очевидно, що адреси є групи радиоимпульсов, мають різні частоти заповнення та палестинці час передачі. 4. Кількість можливих абонентів ААСС у випадку визначається выражением:

[pic] а) при передачі телефонних сообщений:

[pic] б) під час передачі данных:

[pic] 5. Асинхронно адресні системи зв’язку мають дуже важливим властивістю — високої живучістю. Це залежить від того, що ААСС немає центральної станції, вихід яку з ладу означає припинення зв’язку всім абонентів. Такі риси як гнучкість і оперативність встановлення сполуки, можливість обслуговування значної частини абонентів, еластичність, живучість й у водночас знижений якість зв’язку, обумовлене наявністю шумів не ортогональности, визначили застосування ААСС в системах низовий радіозв'язку, в систем зв’язку з рухливими об'єктами і ін. Якість зв’язку в ААСС то, можливо підвищено під час використання у яких цифрових методів перетворення первинних сигналів. І тут ААСС знаходять застосування, наприклад, в супутникових системах связи.

———————————- [pic].

[pic].

[pic].

[pic].

[pic].

[pic].

[pic].

[pic].

[pic].

[pic].

[pic].

[pic].