close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Mnogokan sistemy peredatchi MSP kurs lekcij v chemah formulah i grafikah

код для вставкиСкачать
Федеральное агентство связи
Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение
высшего профессионального образования
ПОВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ И ИНФОРМАТИКИ
ЭЛЕКТРОННАЯ
БИБЛИОТЕЧНАЯ СИСТЕМА
Самара
Федеральное агентство связи
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
Поволжский государственный университет телекоммуникаций
и информатики
Ильичѐв В.П.
МНОГОКАНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ
ПЕРЕДАЧИ (МСП)
Курс лекций в схемах, формулах и
графиках
Для студентов, обучающихся по направлению «Телекоммуникации-210400»
Самара 2008
2
Многоканальные системы передачи телекоммуникационных систем и сетей –
это комплекс технических средств, обеспечивающих передачу различных видов
информации на любые расстояния с заданными параметрами качества.
Цели и задачи дисциплины «Многоканальные системы передачи» (МСП) заключаются в изучении следующих разделов:
1) МСП (АСП);
2) цифровые системы передачи PDH;
3) основ построения волоконно-оптических систем передачи (ВОСП);
4) основ построения СП синхронной цифровой иерархии SDH (СЦИ);
5) аппаратура СП PDH и SDH;
6) основ построения систем радиосвязи.
Содержание дисциплины является базой для изучения специальных дисциплин подготовки бакалавров по направлению «Телекоммуникации».
Дисциплина МСП базируется на курсах: основ построения телекоммуникационных систем и сетей (ОПТКСС), теории электрической связи (ТЭС), теории
электрических цепей (ТЭЦ) и цикла схемотехнических дисциплин, изучаемых
ранее.
3
1. МСП (АСП)
Основные понятия и определения
Основные понятия и определения: связь, информация, сообщение, сигнал,
электрический сигнал, электросвязь и ее виды, система электросвязи, канал и
линия передачи; помехи и искажения, сеть связи, телекоммуникационные системы и сети; услуги электросвязи и их классификация.
Логарифмические единицы передачи: основные понятия и определения,
необходимость и целесообразность использования логарифмических единиц
передачи; уровни передачи, их классификация (уровни передачи по мощности,
напряжению и току, относительные, абсолютные и измерительные) и взаимосвязь между ними (аналитические отношения). Диаграмма уровней, назначение, основные ее точки, принципы расчета и построения. Остаточное затухание канала (тракта) передачи.
Рисунок 1.1 – Классификация систем электросвязи по видам передаваемых
сообщений и среды распространения
Рисунок 1.2 – Телекоммуникационные системы и сети
4
Логарифмические единицы измерения (уровни передачи)
рм=10lg(Рх/Р0);
рн=20lg(Uх/U0);
рт=20lg(Iх/I0);
В этих формулах Рх, Uх, Iх — величины кажущейся мощности, напряжения
или тока в рассматриваемой точке, а Р0, U0 и I0 — величины, принятые за исходные при определении уровней передачи. Уровни называются абсолютными,
если за исходное приняты следующие величины: кажущаяся мощность Р0=1
мВт; действующее напряжение U0=0,775 В; действующий ток I0=1,29 мА.
Между ними можно установить взаимозависимость, если известны сопротивления Zх и Z0, на которых выделяются мощности Рх и Р0. Действительно,
рм=101g(Pх/P0)=10lg(U2х/ Zх ) ( Z0 /U02) =
=201g (Uх/U0)-101g(|Zх|/|Z0|), откуда
рм=рн-10lg Zx/Z0
Аналогично получим
рм=рт+10lg Zx/Z0
Если абсолютные уровни определяются при сопротивлении Z=600 Ом, то рм =
рн = рт. Это объясняется выбором исходных величин: 0,775 В. 1,29 мА=1мВ А;
0,775 В/1,29 мА=600 Ом.
От логарифмических единиц (уровней в децибелах) легко перейти к абсолютным (мощности, напряжению, току) по очевидным формулам:
Рх = Р0 100,1рм;
Uх = U0 100,05рн;
Iх = I0 100,05рт;
Рабочее затухание: ap=10lg(Рвх/Рвых);
Рабочее усиление: Sp=10lg(Рвых/Рвх);
Помехозащищѐнность: Аз=10lg(Рс/Рп) = рс-рп;
Остаточное затухание: Ar = aр.i- Sр.i;
5
Рисунок 1.3 – Диаграмма уровней и ее параметры
АСП (аналоговые системы передачи)
Операция перемножения, приводящая к преобразованию частоты и фазы
сигнала (идеальный умножитель сигналов).
Имеем на входе два гармонических колебания различных частот и фаз:
- высокочастотное (несущее) U (t) = U ·cos ( t+ );
- низкочастотное (модулирующее) U (t) = U ·cos( t+ );
Вх.1
U (t)
Вых.
U (t)
Вх. 2
U (t)
Рисунок 1.4 - Структурная схема идеального умножителя сигналов
Произведя математическую операцию перемножения этих колебаний с помощью идеального умножителя, получим:
U (t) = U (t)·U (t) = U (t) cos ( t+ )·U (t) cos ( t+ ) =
0,5U (t)·U (t)·cos[( - )t+( - )]+
+0,5U (t)·U (t)·cos[( + )t+( + )]=
=Uнб·cos ( нбt+ нб)+Uвб·cos ( вбt+ вб);
Анализ показывает, что при перемножении 2-х гармонических колебаний
различных амплитуд, частот и фаз получается два гармонических (комбинационных) колебания, амплитуды которых одинаковы, а частоты и фазы различны.
6
В одном из них (разностном или нижнем боком) частота и фаза определяется
разностью частот и фаз перемножаемых колебаний, а во втором (суммарном
или верхнем боковом) – их суммой:
- ; нб = - = -( - );
нб = - =
+ ; вб = + = ( + );
вб = + =
Частота нижнего бокового колебания не может быть отрицательной, поэтому
при еѐ определении результат разности двух частот берѐтся по абсолютной величине. Амплитуды боковых всегда одинаковы: Uнб = Uвб = 0,5·U ·U ;
Частоты нижнего и верхнего боковых колебаний всегда симметрично расположены относительно несущей частоты, соответственно, ниже и выше еѐ на одно и то же значение частоты сигнала, что видно из спектральной диаграммы:
U
Uвх.
U
Uнб
Uвых
Uвб
нб=
U
-
вб=
+
i
U
Uвх.
min
Uнб
max
Uвб
Uвых.
2
-
-
min
+
min
max
mi
+
max
n
Рисунок 1.5 - Спектральный состав сигналов на входе и выходе ПЧ
Для модулирующего сигнала, занимающего полосу частот от min до max и
= max- min , то сигнал на выходе АМ модулятора будет иметь вид:
U(t) = U i (t)·U (t)=
U icos( it+ i)·U cos( t+ )=
0,5U i·U {cos[( ii
)t+(
I-
)]+ cos[( i+ )t+(
i
i+
)]}=
Uбi[cos(
нбit+ нбi)+cos(
вбit+ вбi)]
i
Т.о. перемножение многочастотного сигнала и одночастотного несущего колебания эквивалентно раздельному умножению каждой гармонической частотной компоненты сигнала на несущее колебание и суммирование результатов от
каждого из этих перемножений. Каждая компонента сигнала преобразуется по
7
частоте и фазе в две боковые компоненты (верхнюю и нижнюю), в сумме получается две боковые полосы (нижняя и верхняя) с параметрами спектров частот
и фаз.
( i )=
( i ) =
i
i
i
(
i
)=
i
i
= (
i
i
i)
i
а
Аф
1
А
А
Аф2
2
1
аф
fэф
аф
fнес.
f
ф
Рисунок 1.6 - АЧХ полосового канального фильтра (КПФ) СП с ЧРК
Рисунок 1.7 – Схема спектрообразования 12-канальной стандартной ПГ при
помощи одной ступени преобразования сигнала по частоте
8
Рисунок 1.8 – Структурная схема формирования 12-канальной стандартной
ПГ при помощи одной ступени преобразования сигнала по частоте
Рисунок 1.9 – Схема спектрообразования 12-канальной стандартной ПГ при
помощи двух ступеней преобразования сигнала по частоте
9
Рисунок 1.10 – Структурная схема формирования 12-канальной стандартной
ПГ при помощи двух ступеней преобразования сигнала по частоте
Рисунок 1.11 – Схема спектрообразования 60-канальной стандартной ВГ
10
Рисунок 1.12 – Структурная схема формирования 60-канальной стандартной
ВГ
Рисунок 1.13 – Схема спектрообразования и структурная схема формирования 300-канальной стандартной ТГ
Рисунок 1.14 – Схема спектрообразования 900-канальной стандартной
11
Рисунок 1.15 – Структурная схема СП В-12-3
Рисунок 1.16 – Структурная схема СГП К-60П
12
Рисунок 1.17 – Структурная схема СП К-1920
13
2. ЦСП PDH
Построение цифровых многоканальных систем передачи
Теорема отсчѐтов (Котельникова)
Рисунок 2.1 – Отклик ФНЧ на короткий прямоугольный импульс
Рисунок 2.2– Формирование непрерывного сигнала фильтром нижних частот
Рисунок 2.3 – Последовательность немодулированных прямоугольных импульсов
14
Рисунок 2.4 – Частотный спектр немодулированного прямоугольного импульса
Рисунок 2.5 – Форма сигнала при АИМ-1 (а) и АИМ-2 (б)
Рисунок 2.6 – Частотный спектр АИМ при гармоническом модулирующем
сигнале
15
Рисунок 2.7 – К выбору частоты дискретизации: Fд=2Fв (а); Fд= (2,3…2,4)Fв
(б);
Рисунок 2.8 - Равномерное квантование: а - амплитудная характеристика
квантующего устройства; б — ошибки квантования
Средняя мощность шумов квантования при равномерном шаге Рш.кв= /12, где
— шаг квантования.
Максимальное число условных уровней (шагов) квантования при равномерном квантовании
Мкв=2 Umax / + 1 = 2 Uогр / + 1
16
Рисунок 2.9 - Неравномерное квантование: а - амплитудная характеристика
квантующего устройства; б - ошибки квантования.
Рисунок 2.10 - Импульсно-кодовая модуляция при симметричном двоичном
коде
Рисунок 2.11 - Определение тактовой частоты ИКМ сигнала
17
Ширина полосы частот ИКМ сигнала.
При преобразовании сигналов из аналоговой в цифровую форму существенно
увеличивается их помехозащищенность при передаче, так как приемник должен
регистрировать только два состояния передаваемого сигнала или его наличие
(приѐм единицы), или его отсутствие (прием нуля). Но это сопровождается существенным расширением полосы частот передаваемого ИКМ сигнала.
В соответствии с теоремой Котельникова период дискретизации между двумя
соседними отсчетами сигнала первого канала Тд 1/2Fв. Промежуток времени
между двумя отсчетами соседних каналов зависит от числа объединяемых каналов и определяется как Tк=Тд/N, где N — число объединяемых каналов. Промежуток времени между двумя соседними импульсами кодовой группы, называемый тактовым периодом, зависит от числа разрядов кодовой группы т и определяется как Тт=Тк/m=Тд/N m.
Частота следования импульсов группового цифрового сигнала называется
тактовой частотой fт=1/Тт=Fд N m. Для ИКМ-30 fт=fд(N+D)m=8 103
(30+2)8=2048 кГц, где D-число дополнительных каналов, m-разрядность кодовой комбинации.
С тактовой частотой связано такое понятие, как скорость передачи цифровой
информации, которая определяется как число переданных двоичных знаков
(бит) в секунду (бит/с). Например, тактовая частота цифрового сигнала аппаратуры ИКМ-30 равна 2048 кГц. Это значит, что скорость цифрового потока аппаратуры равна 2048 кбит/с или 2,048 Мбит/с.
Для ЦСП ширина полосы частот линейного тракта при допустимых искажениях цифрового сигнала приближенно определяется как fикм=fт, т. е.
fикм=Fд N m
Сравним полосы частот, которые требуются для передачи сигналов в системах с ЧРК и с ИКМ. В системах с ЧРК f чрк=4N кГц, а в системах с ИКМ
Fикм в 2т раза больше, т. е. при m=7...8 ширина требуемой полосы частот ЦСП
в 14...16 раз больше, чем в аналоговых системах с ЧРК.
Параметры КТЧ ЦСП
аост , дБ
5
3
5
-55 -50
-40
+3
Рвх, дБм
Рисунок 2.12 - Амплитудная характеристика (АХ) ЦСП
18
ОСШ, дБ
33
27
30
22
20
10
0
-50 р, дБ
-10
-20
-30
-40
Рисунок 2.13 - Шаблон защищенности шумов квантования (Аз кв) от уровня
сигнала на входе
а, дБ
2,0
1,0
0,5
-0,5
1
2
3
f, кГц
Рисунок 2.14 - Шаблон амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) ЦСП
19
ГВП, мс
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0,6
1,0
2,0
2,6
3,0
f, кГц
Рисунок 2.15 - Фазо-частотная характеристика (ФЧХ) ЦСП
Преобразование сигналов в ЦСП
Uс(t)
G(f)
t
Uаим(t)
G(f)
t
fmin
G(f)
fmax fд-fmax
fд
f, кГц
G(f)
f, кГц
f, кГц
Рисунок 2.16 - Дискретизация аналогового сигнала по времени.
20
Uс(t), Uаим(t), Uкв(t)
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
t
кв
(t )
2
t
2
Рисунок 2.17 - Аналого-цифровое преобразование.
Ошибка квантования: кв (t ) U аим (t ) U кв (t )
/ 2.
Максимальная ошибка квантования: кв max
2
Мощность шума квантования: Ршкв
Помехозащищенность: Азшкв
Рс
12
.
Ршкв
Uвых
Uогр
i
Ui
Ui+1
U вх
Uогр
Рисунок 2.18 - Амплитудная характеристика кодера с неравномерной шкалой квантования
21
ПЕРЕДАТЧИК
ПРИЕМНИК
Компрессор
Экспандер
Линейное
квантующее
устройство
Рисунок 2.19 - Кодирование.
+Uогр
10
9
8
9
9
8
8
7
6
5
t
4
3
2
2
2
1
-Uогр
2
0
Рисунок 2.20 – Временная диаграмма натурального двоичного кода
Число уровней квантования: Lнат
2 U огр
1
Число импульсов в кодовой группе: m
ло в большую сторону.
Ц log 2 Lнат - ближайшее целое чис-
m
ai 2 m i ,
N
i 1
+Uогр
5
4
3
4
4
3
3
2
1
0
t
-1
-2
-3
-3
-3
-4
-Uогр
-3
-5
Рисунок 2.21 –Временная диаграмма симметричного двоичного кода
Число уровней квантования:
U огр
Lнат
m
Ц log 2 Lнат
m
1,
N
ai 2 m i .
a1
i 2
22
Узлы ЦСП
Д1
Д3
Rc
H(t)
Rн
Uс
Д2
Ес
Rн
Д4
Uу
Рисунок 2.22 - Диодный мост и его эквивалентная схема в качестве электронного ключа
N
Т1
1
Т2
Ic
Iу2
Ес
Rн
Iу1
Uу
Рисунок 2.23 - Схема электронного ключа на транзисторах
Кл1
1
U
Кл2
аим1
Ус2
Ус1
U
аим 2
2
С
Кл3
N
Рисунок 2.24 - Структурная схема преобразования АИМ1 в АИМ2
Счетчик
1
2
m
АИМ
АИМ-ШИМ
И
Т1
Т2
Тm
Генераторное
оборудование
Рисунок 2.25 - Структурная схема кодера счетного типа
23
АИМ
сигнал
СВ
СВ
РУ
РУ
Uэт1
РУ
Uэтm
Uэт2
m-й разряд
2-й разряд
1-й разряд
ячейка
Рисунок 2.26 - Структурная схема линейного кодера взвешивания.
U вых
U выхмах
1
VIII
VII
0,75
VI
V
0,5
IV
III
0,25
II
I
0
1/16
1/8
1/4
1/2
1
U вх
U вхмах
Рисунок 2.27 - Амплитудная характеристика компрессии типа А-87,6/13 (положительная область)
Номер
сегмента
2-й, 3-й, 4-й
разряды
I
II
III
IV
V
VI
0
1
2
3
4
5
000
001
010
011
100
101
VII
6
110
VIII 7
111
Шаг
Эталонное
наквантования пряжение
при кодировании
в пределах сегмента
,2 ,4 ,8
,2 ,4 ,8
2 , 4 , 8 , 16
4 , 8 , 16 , 32
8 , 16 , 32 , 64
16 , 32 , 64 ,
128
32 , 64 , 128 ,
256
64 , 128 , 256 ,
512
Эталонное
напряжение
нижней
границы
сегмента
0
16
32
64
128
256
512
1024
Таблица 2.1 - Эталонные значения напряжений (№ сегмента, № уровня квантования в сегменте)
24
От генераторного
оборудования
1
АИМ сигнал
ЗУ
К
2
ИЭ+
ИЭ-
1 ...11
1 ... 11
БКЭ
1 2
11
Ц Лог.
ИКМ сигнал
Ф
1
2 3 4 5 6 7 8
ЦР
От генераторного
оборудования
От генераторного
оборудования
Рисунок 2.28 – Структурная схема нелинейного
кодера
U эт
7
1024
111
6
512
110
5
256
101
4
128
100
3
64
011
2
32
010
1
16
001
0
000
1-й такт
2-й такт
3-й такт
t
Рисунок 2.29 - Дерево характеристики компрессии типа А-87,6/13 (положительная область)
25
От генераторного
оборудования
Входной ИКМ
сигнал
ЦР
8
7 6 5 4 3 2
1
ЭЛ
11
10
1
БКЭ
1 ... 11
ИЭ-
1 ...11
ИЭ+
Выходной АИМ
сигнал
Рисунок 2.30 - Структурная схема нелинейного
декодера
СИНХРОСИГНАЛ
Сигнал
СУВ
1
2
N
Канальный интервал
к
Цикл передачи Тц=125 мкс
Рисунок 2.31 – Временная диаграмма синхросигнала и сигнала СУВ в групповом цифровом сигнале
Тц
,
к
N N си
fт
Fд ( N
N си ) m .
Одноразрядный
синхросигнал
Многоразрядный
сосредоточенный
синхросигнал
Многоразрядный
распределенный
синхросигнал
Рисунок 2.32 – Виды синхросигналов ЦСП
26
Групповой ИКМ
сигнал
К декодеру
Опознаватель
ВТЧ
Анализатор
ГО пм
Решающее
устройство
Приемник СС
Разрядные и
канальные
импульсы
Рисунок 2.33 - Алгоритм поиска синхросигнала
синхросигнал

Опознаватель
Синхронизм
Опознаватель
Опознаватель
Этапы
поиска
Опознаватель
Опознаватель
Рисунок 2.34 – Временная диаграмма поиска
синхросигнала
Групповой
ИКМ сигнал
К декодеру
РС
ВТЧ
…
И2
И
ГО
Разрядные
и
канальные
импульсы
Импульс при
отсутствии СС
Накопитель по
выходу из
синхронизма
НЕТ
Импульс при
появлении СС
И1
Установка в «0" первых
3-х разрядов
Накопитель по
входу в
синхронизм
Рисунок 2.35 – Структурная схема системы
синхронизации тракта приѐма ЦСП
27
Тсц=2 мс fсц=500 Гц
125
мкс
Р1
Р2
Ц0
Ц1
Ц2
Ц3
Ц4
Ц5
Ц6
Ц7
Ц8
Ц9
Ц11
Ц12
Ц13
Ц14
Ц14
Ц16
КИ0
КИ1
КИ2
...
...
...
КИ14
КИ15
КИ16
КИ17
...
...
...
КИ29
КИ30
КИ31
Р1
Р2
Р3
Р4
Р5
Р6
Р7
Р8
Р3
Р4
Р5
Р6
Р7
Р8
1
ОЗ
0
1
СУВ
0
1
Нулевой цикл - сигнал
сверхцикловой
синхронизации
Четные циклы - сигнал цикловой синхронизации
Д
0
0
0
1
1
0
1
0
0
0
1
Циклы с 1 по 15
Нечетные циклы
Д
1
А
Х
Х
З
Х
Х
Р1
Р2
Р3
Р4
Тц
и
32
Р5
СУВ
СУВ
Р6
Р7
0
1
СУВ
Р8
3,9 мкс
Рисунок 2.36 - Структура сверхцикла системы ИКМ-30
G
U
Gд(f)
Gн(f)
t
f
fт
2fт
3fт
Рисунок 2.37 - Спектральный состав однополярного прямоугольного импульса
Групповой ИКМ сигнал
1
Выпрямитель
fт
2
Усилитель
Узкополосный
полосовой
фильтр
3
Формирующее
устройство
4
1
t
2
3
t
t
4
t
Рисунок 2.38 - Структурная схема и временные
диаграммы приѐмника группового цифрового сигнала
28
Первичная ЦСП
2048 кбит/с
ИКМ-120
Вторичная ЦСП
8448 кбит/с
ИКМ-480
От ИКМ-480
или АЦО-ТВ
30
От ИКМ-120
или АЦО ЧРК-ТГ
ИКМ30
От ИКМ-30
или АЦО ЧРК-ВГ
0,3...3,4
1
ИКМ-1920
Третичная ЦСП
34368 кбит/с
Четверичная ЦСП
139284 кбит/с
Рисунок 2.39 - Иерархия отечественных ЦСП
Оконечная ЦСП
N
4
3
2
Л. Тр.
1
ЭК
аим1
аим2
кодер
УВУ
КЛТ
СУВ
fд
Nfд
fт
СУ
Пер СС
Генераторное оборудование передачи
ДП
Генераторное оборудование приема
fд
fт
Деко
дер
ЭК
СУ
СУВ
Пр СС
ДЛТ
СР
1
Л. Тр.
2
3
4
N
Индивидуальное оборудование
Групповое оборудование
}
}
Импульсы четырех
объединяемых
потоков
Укороченные и
смещенные во
времени импульсы
объединяемых
потоков
Объединенный
поток
Рисунок 2.40 - Оборудование и временные диаграммы формирования и объединения цифровых сигналов (тракт передачи)
29
ОУ
1
Линейный
тракт
УР
БЦС пер
БЦС пр
КЦП
2
БЦС пер
БЦС пр
Пер. СС
3
4
1
РЦП
ВТЧ
Пр. СС
БЦС пер
БЦС пр
БЦС пер
БЦС пр
Генераторное
оборудование
передачи
2
3
4
Генераторное
оборудование
приема
Рисунок 2.41 - Структурная схема оборудования временного группообразования
Схема
распределения БАСпр 1
БАСпер 1
ЗУ
И
ЗУ
ВТЧ
ИЛИ
2
ВТЧ
НЕТ
ГУН
ВД
ИЛИ
1
-
ИЛИ
3
+
Пер
КСС
От
ГО
БАСпер2
+
Пр
КСС
ФАПЧ
2

к передатчик у канала согласован ия скоростей
БАСпр2
БАСпр3
И
Генераторное оборудование передачи
Пер. СС
N
СУ
От
ГО
И
БАСпер4
1
ВД
И
БАСпер3
ЗГ
НЕТ
-
Пр. СС
-
Схема объединения
+
БАСпр4
Генераторное оборудование приема
1
2
N

к приемнику канала согласования скоростей
Рисунок 2.42 - Оборудование временного группообразования асинхронных
цифровых потоков
30
1056 импульсных позиций
Первая группа
Вторая группа
Третья группа
Четвертая группа
Тц=125 мкс
1
264
1 1 1 0 0 1 1 0
I
II
III
IV
Синхросигнал
I
...
II
I
II
III
Первая группа
IV
Информационные символы
1
264
I
1-я КСС
II
III
IV
I
Служебная
связь
...
II
I
Вторая группа
II
III
IV
I
II
III
IV
I
II
III
Информационные символы
1
264
I
II
III
IV
Дискретная
2-я КСС
информация
I
...
II
Информационные символы
1
264
I
3-я КСС
Третья группа
...
II
ОтрицательноеПоложительное
согласование согласование
скоростей
скоростей
IV
Четвертая группа
Информационные символы
Рисунок 2.43 – Временная диаграмма группообразования асинхронных цифровых потоков
Регенерационные участки
Оконечное
оборудование
цифрового
линейного тракта
КЛТ
НРП
НРП
ОРП
НРП
ДЛТ
Оконечное
оборудование
цифрового
линейного тракта
ПОМЕХИ
Рисунок 2.44 – Цифровой линейный тракт
U
G
Т
t
а)
fт
2fт
3fт
f
б)
31
U
G
q=2
Т
t
fт
2fт
f
в)
г)
а - двоичный сигнал со скважностью q=2; б - энергетический спектр сигнала
с q=2;
в - двоичный цифровой сигнал с импульсами, «затянутыми» на тактовый интервал q=1; г-спектр сигнала с q=1
Рисунок 2.45 – Двоичные цифровые сигналы и их
энергетические спектры
U
Т
t
G
U
t
0,5fт
fт
f
Рисунок 2.46 – Квазитроичный цифровой код с чередованием полярности
импульсов (ЧПИ), его формирование и энергетический спектр
Рисунок 2.47 - Влияние ограничения полосы частот (а - сверху, б - снизу) на
форму двоичного цифрового сигнала в линейном тракте
32
а - функциональная схема и диаграмма работы ПК передачи; б - функциональная схема и диаграмма работы ПК приема
Рисунок 2.48 - Преобразователи кода передачи и приема цифрового квазитроичного кода ЧПИ
Рисунок 2.49 - Принцип регенерации цифрового двоичного сигнала (аструктурная схема, временные диаграммы)
Рисунок 2.50 - Варианты построения регенераторов однополярных цифровых сигналов
Регенератор со стробированием сигнала.
33
Рисунок 2.51 - Регенератор квазитроичных цифровых сигналов
Рисунок 2.52 - Система АРУ и АРП
Kош=Nош/N0.
Рисунок 2.53 - Характеристика для оценки помехоустойчивости регенераторов (глаз-диаграмма)
34
3. Основы построения аппаратуры ВОСП
Принципы построения волоконно-оптических систем передачи. Обобщенная
схема волоконно-оптической системы передачи (ВОСП), основные элементы и
их назначение. Виды модуляции оптического излучения: модуляция по интенсивности и метод прямого фотодетектирования; гетеродинный метод передачи
и приема; гомодинный метод передачи и приема.
Классификация ВОСП: аналоговые и цифровые; магистральные, зоновые,
городские, сельские системы распределения информации.
Принципы построения двусторонних линейных трактов ВОСП: структурна
схема двухволоконной однополосной однокабельной ВОСП; структурная схема одноволоконной двухполосной однокабельной ВОСП; структурная схема
ВОСП со спектральным разделением.
Методы уплотнения волоконно-оптических линий связи (ВОЛС): временное уплотнение, структурные схемы временного уплотнения на основе объединения электрических сигналов и на основе объединения оптических сигналов; пространственное уплотнение и его структурная схема; частотное (гетеродинное) уплотнение, схема формирования группового оптического сигнала
ори частотном (гетеродинном) уплотнении ВОЛС; спектральное уплотнение
ВОЛС, мультиплексоры, демультиплексоры, их назначение и классификация,
WDM системы уплотнения.
Оптический ретранслятор: структурная схема и временные диаграммы его
работы.
Рисунок 3.1 – Структурная схема ВОСП
35
в - поперечная; б - электрическая; в - магнитная; г - гибридная;
Рисунок 3.2 - Классы волн
n
2
а)
n
1
n2
б)
n1
n2
в)
n1
ступенчатые, многомодовые (а); градиентные (б);одномодовые (в);
Рисунок 3.3 - Волоконные световоды
П
В
А
П= В
Б
П
В
В
Рисунок 3.4 - Прохождение лучей в световоде
36
в
Луч
0
а
Рисунок 3.5- Апертура волоконного световода
ИВ
n1
ВВ
n2
d
НВ
Рисунок 3.6- Типы волн в волоконном световоде
ИВ
ИВ
k2
k1
Рисунок 3.7- Области существования различных типов волн
Рисунок 3.8 - Механизм потерь в световодах
Потери на поглощение:
Потери рассеяния:
п
р
8.69(
Кр /
n/
) tg
4
37
р
п
f
Рисунок 3.9 - Частотная зависимость затухания поглощения
хания рассеяния р
п
и зату-
, дБ/км
пр
р
,мкм
0,
5
1,0
1,5
2,0
Рисунок 3.10 - Составляющие потерь энергии в волоконном световоде
э
к
о
к
f
Рисунок 3.11 - Частотная зависимость затуханий электрических и оптических кабелей
Рисунок 3.12 - Уширение импульсов за
счет дисперсии
38
Рисунок 3.13 - Зависимость длины взаимодействия мод
Уширение импульса определяется как квадратичная разность длительности
импульсов на выходе и входе кабеля
tв2ых
tв2х
причѐм значения tвых и tвх берутся на уровне половины амплитуды импульсов
Результирующее значение уширения импульсов за счет модовой мод материальной мат и волноводной вв дисперсий
2
м од
(
м ат
в в)
2
C учетом соотношения отдельных видов дисперсий уширение импульсов
- для многомодовых волокон = мод,
- для одномодовых волокон = мат + вв
l
F
Э=35
F =34 мГц
дБ
доп
14 км
18 км
l
F
l,км
l
Рисунок 3.14 - К определению длины регенерационного участка оптического
кабеля
39
Рисунок 3.15 - Дисперсия одномодовых волокон при ступенчатом (а) и модифицированном треугольном (б) профиле показателя преломления
а - треугольный; б - трапецеидальный; в -выпуклый; г - двухступенчатый
Рисунок 3.16 - Профили показателя преломления ООВ со смещенной дисперсией
а - типа W; б - квадрупольный; в - треугольный; г—усложненные
Рисунок 3.17 - Профили показателя преломления ОВ со сглаженной дисперсией
1,6 - оконечная передающая и приемная аппаратура многоканальных систем
передачи; 2, 5 -оконечная передающая и приемная аппаратура линейного тракта; 3—оптический кабель; 4 -промежуточная аппаратура линейного тракта
Рисунок 3.18 - Обобщенная структурная схема волоконно-оптической системы передачи
Энергетический потенциал определяет максимально допустимое затухание
оптического сигнала в оптическом кабеле, в разъемных и неразъемных соединениях на участке регенерации, а также другие потери в узлах аппаратуры. Исходя из энергетических параметров передатчика, приемника и потерь в линии
40
максимально допустимую длину участка регенерации можно определить из
следующего выражения:
L (Э З Аа ) /( к
с)
где к - коэффициент затухания оптического кабеля; с=Ас/l - удельные потери
на стыках при неразъемном соединении строительных длин оптического кабеля
(затухание соединения Ас, приведенное к одному километру); l - строительная
длина оптического кабеля; Аа. - дополнительные потери (3... 5 дБ) в аппаратуре
передачи и приема (разъемные соединители, устройства соединения линейного
кабеля со станционным и др.); З - энергетический запас системы (б... 10 дБ), необходимый для компенсации эффекта старения элементов аппаратуры и оптического кабеля, компенсации дополнительных потерь при ремонте оптического
кабеля (стыки кабельных вставок) и других отклонений параметров участка в
процессе эксплуатации.
1, 16 - передающая и приемная аппаратура аналого-цифрового преобразования ИКМ; 2, 15 - передающая и приемная аппаратура временного группообразования; 3,12 - устройства кодирования и декодирования группового сигнала; 4,
10 - электрооптические преобразователи оконечной и промежуточной аппаратуры линейного тракта; 7- оптический кабель; 9 - электронный регенератор; 8,
11 - фотоприемные устройства; 5, 13, 17 - аппаратура служебной связи; 6, 14,
18 - аппаратура телемеханики
Рисунок 3.19 - Структурная схема цифровой волоконно-оптической системы
передачи
а - HDB-3; б - CMI; в - НДВ-3 в оптическом диапазоне
Рисунок 3.20 - Цифровые импульсные последовательности в различных кодах
41
1, 8 - фильтр нижних частот;
2- амплитудно-импульсный модулятор;
3 - устройство квантования;
4 - кодирующее устройство;
5 - генераторное устройство;
6 - устройство приема цифровых сигналов;
7 - декодер;
9 - генератор тактовой частоты
Рисунок 3.21 - Обобщенная структурная схема аппаратуры, поясняющая
принцип АЦП
а - исходный аналоговый сигнал после ФНЧ;
б - импульсы с частотой дискретизации;
в - амплитудно-модулированые импульсы;
г - квантующая последовательность;
д, е - цифровая последовательность;
ж - амплитудно-модулированные импульсы на выходе
декодера;
з - демодулированный сигнал на выходе ФНЧ
Рисунок 3.22 - Форма сигналов в узлах аппаратуры АЦП
42
1 - фильтр низкой частоты; 2 - канальный дискретизатор; 3 - кодирующее
устройство объединения; 5 - устройство формирования; 6 - общее генераторное оборудование;
7 - распределитель канальных импульсов; 8 - задающий генератор; 9 –
формирователь хронирующих импульсов; 10 - генераторное оборудование
приѐма; 11 – канальные селекторы;
12 - устройство разделения;13 – выделитель тактовой частоты; 14 - декодер;
15 - преобразователь кода; 16 - формирователь синхросигналов
РИСунок 3.23 - Обобщенная структурная схема
приемопередающей части аппаратуры ИКМ
1 - преобразователи кода в направлении приема;
2 - блок асинхронного сопряжения на передаче;
3 - формирователь группового сигнала;
4 - генераторное оборудование на передаче;
5 - передатчик синхросигнала;
6 - преобразователь кода в направлении передачи;
7 - разделитель группового сигнала;
8 - блок асинхронного сопряжения на приеме;
9 - генераторное оборудование в приемной части аппаратуры;
43
10 - приемник синхросигнала
Рисунок 3.24 - Обобщенная структурная схема
аппаратуры ВВГ
Рисунок 3.25 – Двухволоконная однополосная
однокабельная ВОСП
Рисунок 3.26 – Одноволоконная однополосная
однокабельная ВОСП
Рисунок 3.27 – Одноволоконная двухполосная
однокабельная ВОСП
Рисунок 3.28 – Структурная схема ВОСП
со спектральным разделением
44
Рисунок 3.29 – Временное мультиплексирование
электрических сигналов
Рисунок 3.30 – Временное мультиплексирование
оптических сигналов
Узлы ВОСП. Оптический линейный тракт
Обобщенная структурная схема передающего оптоэлектронного модуля
(ПОМ). Параметры и характеристики источников оптического излучения.
Обобщенная структурная схема приемного оптоэлектронного модуля (ПРОМ).
Фотодетекторы: p-i-n и лавинный ФД (ЛФД). Шумы приемников оптического
излучения.
Виды модуляции оптической несущей: прямая или непосредственная модуляция, модуляция излучения немодулированного источника света, внутренняя
модуляция. Электрооптический амплитудный модулятор, магнитооптический
амплитудный модулятор, акустооптический амплитудный модулятор и принципы их действия. Применение АИМ, ШИМ и ФИМ (ПИМ) в ВОСП.
Обобщенная структурная схема оптического линейного тракта и его основные
элементы. Усилители оптических сигналов: усилители Фарби-Перо, усилители
на основе бриллюэновского расстояния, усилители на основе рамановского
расстояния, полупроводниковые лазерные усилители (ППЛУ), усилители на
примесном волокне.
Рисунок 3.31 – Структурная схема оптического
передатчика
45
Рисунок 3.32 – Ватт-амперная характеристика
источников оптического излучения
Рисунок 3.33 – Типовые спектральные характеристики источников оптического излучения
Рисунок 3.34 – Диаграмма направленности источников оптического излучения
Рисунок 3.35 – Структурная схема оптического
приемника
Рисунок 3.36 – Структурная схема p-i-n – фотодиода
46
Рисунок 3.37 – Спектральная характеристика
квантового выхода ФД
Рисунок 3.38 – Структура ЛФД и распределение его электрического поля
Рисунок 3.39 – Временные диаграммы, поясняющие быстродействие ФД
Рисунок 3.40 – Эквивалентная схема ФД
47
Рисунок 3.41 – Модуляция оптического излучения
Рисунок 3.42 - Структурная схема оптического
линейного тракта (ОЛТ)
Рисунок 3.43 – Структурная схема оптического
цифрового регенератора
48
Рисунок 3.44 – Временные диаграммы работы
оптического цифрового регенератора
Рисунок 3.45 – Оптический усилитель
Рисунок 3.46 –Оптический усилитель, реализованный на примесном волокне
49
Рисунок 3.47 – Энергетическая диаграмма уровней атомной системы усилителя на примесном волокне
4. Основы построения аппаратуры SDH (СЦИ)
Цифровой поток модуля STM-1.Структура модуля STM-1. Стандартизированные скорости передачи. Формат STM-N. Прямое мультиплексирование 16
STM-1 в STM-16. Последовательное мультиплексирование 16-ти STM-1 в 4-ре
STM-4 и в STM-16. Формирование синхронного транспортного модуля STM-1
из нагрузки потока Е1. Допустимые значения вариации скорости загружаемых
потоков иерархии PDH. Схема преобразования структур SDH при формировании STM-1. Основные параметры элементов модуля STM-1.Европейская схема
преобразований СЦИ. Размещение контейнеров и блоков в STM-1. Нагрузочные блоки TU, TU-1, TU-2 в STM-1.
Схема преобразований и информационные структуры. Форматы циклов. Синхронизация.
Аппаратура СЦИ. Общие положения. Синхронные мультиплексоры. Аппаратура оперативного переключения. Общая схема аппаратуры СЦИ.
Архитектура сетей СЦИ. Общие положения. Кольцевые сети. Сети на основе
АОП. Комбинированные структуры.
50
Сеть коммутации
ОЦК
Слой каналов
Сеть
коммутации пакетов
Сеть аренды каналов
Сеть трактов нижнего ранга
Слой трактов
Сеть трактов верхнего ранга
Мультиплексорные ВО и радио секции
Слой среды передачи
Регенерационные ВО и радио секции
ВО и радио линии
Рисунок 4.1 - Слои SDH
N
STMN
1
AUG
AU-4
VC-4
C-4
140
Мбит/с
C-3
45 Мбит/с
34 Мбит/с
3
1
TUG3
3
AU-3
TU3
VC-3
TU-2
VC-2
C-2
TU12
VC12
С-12
TU11
VC11
C-11
VC-3
х7
х1
6
Мбит/с
х3
TUG2
х
4
2
Мбит/с
1,5
Мбит/с
Рисунок 4.2 - Общая схема преобразований SDH
51
140 Мбит/с
хN
STM-N
х1
AU-4
AUG
С-4
VC-4
х3
Выравнивание
х1
ТU-3
TUG-3
х
1
х7
C-3
VC-3
VC-2
TU-2
TUG-2
45 Мбит/с.
34 Мбит/с.
Размещение
2 Мбит/с.
х3
TU-12
VC-12
C-12
1,5 Мбит/с.
C-11
VC-11
- мультиплексирование;
-обработка
указателей;
-выравнивание;
- размещение;
Рисунок 4.3 - Европейская схема преобразований SDH
2
Мбит/с
Контейнер
С-12
Виртуальный
контейнер
VС-12
мультиплексирование
( 7)
Мультиплексирование
( 3)
Группа
субблоков
TUG-2
Административный
блок AU-4
мультиплексирование
( 3)
Группа
субблоков
TUG-3
мультиплексирование
( 1)
добавление указателя (PTR)
Субблок
TU-12
Виртуальныйконтейнер
VС-4
Мультиплексирование
( N)
Группа
субблоков
AUG
Синхронный
транспортный
модуль STM-N
Рисунок 4.4 - Последовательность преобразований потока 2 Мбит/с
52
270
9
261
Заголовок
регенерационной
3
секции
Указатели
9
Заголовок
НАГРУЗКА
5
мультиплексной
секции
Рисунок 4.5 - Формат цикла STM-1
261
Т
З
Р А
А Г
К
О
Т
Л
9
О
О
Контейнер С-4
В
В
Ы
О
Й
К
Рисунок 4.6 - Формат цикла VC-4
53
УКАЗАТЕЛЬ
STM-1
ЦИКЛ
П О Т О К А 140 МБИТ/С
УКАЗАТЕЛЬ
STM-1
Рисунок 4.7 - Использование указателей
Варианты формирования синхронного транспортного модуля STM-1, показаны на рисунках 4.8 – 4.10.
- из 140 Мбит/с потока:
С-4 Контейнер иерархии мультиплексирования уровня 4
POH Заголовок тракта виртуального контейнера VC-4 уровня 4
AU-4 PTR Указатель административного модуля 4
AU-4 Административный модуль 4
SOH Заголовок участка
STM-1Синхронный транспортный модуль уровня 1
Рисунок 4.8 - Вариант формирования синхронного транспортного модуля
STM-1 из 140 Мбит/с потока
- из трѐх 34 Мбит/с потоков:
54
С-3 Контейнер иерархии мультиплексирования уровня 3
POH Заголовок тракта виртуального контейнера VC-3
VC-3 Виртуальный контейнер иерархии мультиплексирования уровня 3
TU-3 PTR Указатель нагрузочного модуля 3
TU-3 Нагрузочный модуль 3
TUG-3
Группа нагрузочного модуля 3
VC-4 Виртуальный контейнер иерархии мультиплексирования уровня 4
AU-4 PTR Указатель административного модуля 4
AU-4 Административный модуль 4
SOH Заголовок участка
STM-1Синхронный транспортный модуль уровня 1
Рисунок 4.9 - Вариант формирования синхронного транспортного модуля
STM-1 из трѐх 34 Мбит/с потоков
- из шестидесяти трѐх 2 Мбит/с потоков:
55
С-12 Контейнер иерархии мультиплексирования уровня 1 (2 Мбит/с)
POH Заголовок тракта виртуального контейнера VC-12
VC-12
Виртуальный контейнер иерархии мультиплексирования уровня 1
TU-12 PTR Указатель нагрузочного модуля 12
TU-12
Нагрузочный модуль 12
TUG-2
Группа нагрузочного модуля 2
TUG-3
Группа нагрузочного модуля 3
VC-4 Виртуальный контейнер иерархии мультиплексирования уровня 4
AU-4 PTR Указатель административного модуля 4
AU-4 Административный модуль 4
SOH Заголовок участка
STM-1 Синхронный транспортный модуль уровня 1
Рисунок 4.10 - Вариант формирования синхронного транспортного модуля
STM-1 из шестидесяти трѐх 2 Мбит/с потоков
Рисунок 4.11 - Цифровой поток модуля STM-1.
Рисунок 4.12 - Структура модуля STM-1.
56
SDH
STM-RR
STM-1
(STM-3)
STM-4
(STM-6)
(STM-8)
(STM-12)
STM-16
STM-64
STM-256
SONET
STS-1, OC-1
STS-3, OC-3
OC-9
OC-12
OC-18
OC-24
OC-36
OC-48
OC-192
OC-768
Скорость
51,84 Мбит/с
155,520 Мбит/с
466,560 Мбит/с
622,080 Мбит/с
933,120 Мбит/с
1,244 Гбит/с
1,866 Гбит/с
2,488 Гбит/с
9,953 Гбит/с
39,81 Гбит/c
Таблица 4.1 - Стандартизированные скорости
передачи
Рисунок 4.13 - Формат STM-N
Рисунок 4.14 - Прямое мультиплексирование 16 STM-1 в STM-16
57
Рисунок 4.15 - Последовательное мультиплексирование
16-ти STM-1 в 4-ре STM-4 и в STM-16.
Рисунок 4.16 - Формирование синхронного транспортного модуля STM-1 из
нагрузки потока Е1
Максимально
Скорость
допустимая
цифрового
вариации
потока,
скорости,
Мбит/с
ppm
1,5444
50
2,048
50
6,312
30
34,368
20
44,736
20
139,260
15
Скорость
цифрового
Название
потока в
контейнера
контейнере,
Мбит/с
1,600
C-11
2,176
C- 12
6,784
C- 2
48,384
C- 3
48,384
C- 3
149,760
C- 4
Таблица 4.2 - Допустимые значения вариации скорости загружаемых потоков иерархии PDH
58
Рисунок 4.17 - Схема преобразования структур SDH при формировании
STM-1
Контейнер
размер, байты
скорость, кбит/с
Виртуальный контейнер
размер, байты
скорость, кбит/с
Нагрузочный блок
размер, байты
скорость, кбит/с
Группа нагрузочных
блоков
размер, байты
скорость, кбит/с
Административный блок
размер, байты
скорость, кбит/с
Группа администр. блоков
размер, байты
скорость, кбит/с
С-11
25
1600
VC-11
26
1664
TU-11
27
1728
С-12
34
2176
VC-12
35
2240
TU-12
36
2304
С-21
106
6784
VC-21
107
6848
TU-21
108
6912
TUG-21
108
6912
С-22
132
8448
VС-22
133
8512
TU-22
134
8576
TUG-22
134
8576
С-3
756
48384
VC-3
765
48960
TU-3
768
49152
TUG-3
774
49536
С-4
2340
149760
VC-4
2349
150336
AU-3
786
50304
AU-4
2358
150912
AUG
2358
150912
Таблица 4.3 - Основные параметры элементов модуля STM-1
59
Рисунок 4.18 - Европейская схема преобразований СЦИ
VC = С + РОН
TUn = VCn + TU_PTR (n=12, 2, 3);
AU-4 = VC-4 + AU_PTR.
STM-1 = AUG + SOH, где SOH = RSOH + MSOH.
Рисунок 4.19 - Размещение контейнеров и блоков в STM-1
Рисунок 4.20
60
Рисунок 4.21
Рисунок 4.22 - Размещение AU-4 в AUG
Рисунок 4.23 - Размещение 3 AU-3 в AUG
61
Рисунок 4.24 - Формирование TU-3
Нагрузочные блоки TU, TU-1, TU-2 в STM-1
Рисунок 4.25 - Формирование TU-11, TU-12 и TU-2
62
Рисунок 4.26 - Сверхцикл TU-12 (500 мкс)
Рисунок 4.27 - Объединение TU-11 и TU-12 в TUG-2.
63
Рисунок 4.28
Рисунок 4.29 - Различные TUG-2.
64
Аппаратуpa оперативного переключения (АОП)
а)
б)
в)
Рисунок 4.30 - Переключение между портами АОП 4/4 (а), 4/1 (б) и 4/3/1 (в)
65
Рисунок 4.31 - Основные виды аппаратуры SDH
- МВВ
- АОП
Рисунок 4.32 - Архитектура сетей SDH
66
Рисунок 4.33 - Однонаправленное кольцо
а)
б)
Рисунок.4.34 - Двунаправленное кольцо в нормальном (а) и аварийном (б)
режимах
67
Рисунок 4.35 - Сеть на основе АОП в нормальном (а) и аварийном (б) режимах
Рисунок 4.36 - Организация главного кольца и колец доступа
Рисунок 4.37 - Объединение колец посредством МВВ (распределѐнный узел
оперативного переключения)
68
Рисунок 4.38 - Объединение колец посредством АОП
Рисунок 4.39 - Уровни управления сетью связи
Рисунок 4.40 - Функции сетевого управления (согласно ИСО)
69
Рисунок 4.41 - Взаимосвязь между сетью управления и сетью связи
Рисунок 4.42 - Обобщѐнная архитектура сети
70
5. Аппаратура PDH и SDH
Приведены структурные схемы и технические характеристики различного
оборудования PDH и SDH
PDH
Рисунок 5.1 - Структурная схема
терминала ЛОТ-1Ц1
Таблица 5.1 - Технические параметры и характеристики терминала ЛОТ-1Ц1
Рабочая длина волны, нм
1300 или
1550
Уровень оптической мощности на выходе передающего оптического модуля, дБм
Минимальный уровень оптического сигнала на входе оптического приемного модуля при Рош =10-9, дБм
0±1,0
Скорость передачи, кбит/с
2048
Линейный код
СМI
Код на электрических стыках
Напряжение питания, В
-56
HDB3
(или
AMI)
-60±12
Рисунок 5.2 - Функциональная схема оборудования Т-31
71
Рисунок 5.3 - Структурная схема блока ОТЛС-31
Таблица 5.2 - Технические параметры и характеристики аппаратуры
Основные технические тре- «Соп- Т-316
бования
ка-3» (РОТ
ЕК)
Длина волны
1200... 1300
излучения, нм 1300 (1500)
Уровень сред- -7...0 -3...0
ней оптической
мощности на
выходном оптическом разъеме, дБм
Число каналов
480
480
ТЧ
Тип линейного 5В6В B3ZS
кода
Тип аппаратуры
Т-316 ОТЛС- PLE2- LS34S/C
(РОТЕ 31
140
X
К)
«МОР PHILIPS PHILIPS
1280... ИОН»
1300
1300
1300
-1335
или
1550
-3...0 -6..0
-11...0 -11…0
-1...0
-1...0
480
B3ZS
480
480
480
STARMUX34F
Ю.Корея
1300
-15±1,5..0
-12±3...0
480
NRZ co 5В6В+1 5В6В, 5В6В
скремб В
модилером
фицированный
Скорость пере- 34,368 34,368 34.368 34,368 34,368 34,368
34,368
дачи сигналов
на стыке ВВГ,
Мбит/с
Скорость пере41 34.368 51,84 35,840 41,856 41,856 41,2...41,6
дачи линейного
сигнала, Мбит/с
72
Энергетический 38
36
29
40
40
потенциал, дБ,
-8
не
менее
Коэффициент
10-8
10 -10
10 -10
2 10-8 10
ошибок на выходе тракта
максимальной
протяженности,
Минимальная
-45
-46
-41
не более
принимаемая
оптическая
мощность при
коэффициенте
ошибок 10 -8,
дБм
Таблица 5.3 - Технические параметры и характеристики
и PLE2-140
Основные технические данные
Длина волны излучения, нм
Уровень средней оптической мощности
на выходном оптическом разъеме, дБм
Число каналов
Тип линейного кода
Скорость передачи на стыке ВВГ,
Мбит/с
Скорость передачи линейного сигнала
40
40
10 -10
10 -10
-41
-44,5
аппаратуры «Сопка-4»
Тип аппаратуры
«Сопка4»
1300
PLE2-140
1,25
-11...-1
1920+3
0
10B131
R
139,264
1920+9
1300
20В + 2В
139,264
167,116 140 со скремблирова8
нием
Энергетический потенциал, дБ, не менее
38
34
Коэффициент ошибок на выходе тракта
10-8
10-10
максимальной протяженности, не более
Максимальная принимаемая оптическая
мощность при коэффициенте ошибок 108
, дБм
-39
-39
73
Рисунок 5.4 - Терминальное использование оборудования Т-316 (80Е1+)
Рисунок 5.5 - Оборудование Т-316 (80Е1+) в оптическом узле ввода/вывода
SDH
Рисунок 5.6 - Синхронный мультиплексор и его интерфейсы
Рисунок 5.7 - Конфигурация «точка-точка»
74
Рисунок 5.8 - Цепочка ввода-вывода
Рисунок 5.9 - Пример схемы ввода/вывода
Рисунок 5.10 - Конфигурация «кольцо»
Рисунок 5.11 - Мультиплексор в роли концентратора
75
Рисунок 5.12 - Обобщенная структурная схема системы с SDH
Таблица 5.4 - Параметры оптических интерфейсов ADM4/1 производства
LUCENT TECHNOLOGIES
Скорость передачи,
Мбит/с
1
Применяемый код
(G.957)
Рабочий диапазон длин
волн, нм
622,04
2
S-4.1
Мультиплексор ТМ4/1
3
4
L-4.1
L-2.2/L-4.3
1270...
1335
1280...
1335
1530...
1560
Передающий блок, точка S
Тип источника излучения
MLM
MLM
SLM
76
Спектральные характеристики:
максимальная ширина
полосы излучения, нм
минимум на уровне -20
дБ, нм
отношение подавления
боковых мод относительно центральной частоты, дБ
Средняя выходная мощность, вводимая в волокно:
максимальная, дБм
минимальная (в начале
срока жизни) дБм
минимальная (в конце
срока жизни), дБм
Минимальный коэффициент экстинщии, дБ
2,5
-
1
1
-
30
30
-8
-13
-15
8,2
+2
-1,5
-3
10
+2
-2
-3
10
Приемный блок в точке R ...
Минимальная чувствительность (в начале срока
жизни), дБм
Минимальная чувствительность (в конце срока
жизни), дБм
Максимальный коэффициент отраженного сигнала,
измеренный в точке R, дБ
Максимальный уровень
перегрузки, дБм
-29,5
29,5
-29,5
-28
-28
-28
25
25
25
1
1
1
Средние потери в волокне,
дБ/км
Теоретически максимальная длина, км
0,4
30
0,4
60
0,25
96
77
Таблица 5.5 - Параметры оптических интерфейсов аппаратуры SL4 производства SIEMENS
Параметры
Единица
измерений
1
Код применения
2
Диапазон длин волн нм
Скорость передачи
Линейный код
Величина
3
S-4.1
4
L-4.1
5
L-4.2
L-4.3
1280...1 1280.
335
.1320
1510
...1560
Мбит/с
622,08
Бинарный NRZ, скремблированный
6
JE-4,2/JE-4,3
1535...
1555
Передающее устройство (эталонная точка S( G.95))
Тип источника излу- Фабри-Перо с
чения
пониженной
мощностью
излучения
Спектральные характеристики:
максимальная ширина полосы излучения
минимальный коэффициент подавления
боковых мод
коэффициент экстинкции средний
уровень оптического
излучения, вводимого в волокно
ФабриПеро с номинальной
мощностью излучения
Лазерный
диод с распределенной обратной связью
и номинальной
мощностью
излучения
нм
<2,5
<1,7
<0,5
дБ
-
>30
дБ
дБм
>8,2
-15÷
-8
>10
-3÷0
>10
-3-+2
Лазерный диод с
распределенной
обратной связью
и повышенной
мощностью излучения
<0,5
>30
>10
С оптическим
усилителем
+13...+16
+3...+6
Приемное устройство (эталонная точка R (G.957
78
Тип
фотоприемника
Параметры
Ge-APD
в режиме
номинальной
чувствительности
InGaAsAPD
в режиме
номинальной чувствительности
Единица
измерений
1
2
Уровень номиналь- дБм
ной принимаемой
мощности при
10-10 BER
Уровень перегрузки дБм
InGaAsAPD
в режиме
повышенной чувствительности
InGaASAPD
в режиме номинальной чувствти и с оптическим
усилителем
приема
Величина
3
-34
4
-36
5
-39
8
-45
-3
-8
-17
-15
6. Построение систем радиосвязи
Рисунок 6.1 - Структурная схема радиолинии
Рисунок 6.2 - Схема организации радиосвязи:
а – симплексный канал; б- дуплексный
Рисунок 6.3 - Структурная схема ретранслятора
79
Рисунок 6.4 - Комплекс средств радиосвязи
Рисунок 6.5 - Определение расстояния радиовидимости
Рисунок 6.6 - Двулучевая схема распространения радиоволн в УВЧ диапазоне
Принципы построения радиорелейных и спутниковых линий передачи
Рисунок 6.7 - Радиорелейная линия передачи прямой видимости
Рисунок 6.8 - Тропосферная радиорелейная линия передачи
Рисунок 6.9 - Спутниковая линия передачи
Рисунок 6.10 - Схема четырехствольной радиолинии связи
80
Рисунок 6.11 - Зависимость параметров Qчм от эффективного значения индекса
ЧМ Mэф
Рисунок 6.12 - Функциональная схема модема цифровой РСП
Рисунок 6.13 - Форма сигналов при амплитудной модуляции
Рисунок 6.14 - Структура двухуровневого ОФМ радиосигнала
Рисунок 6.15-Форма сигнала при частотной манипуляции: а- манипулирующей
сигнал;
6- частотно-манипулированный сигнал - радиосигнал ЧМ
Построение оборудования радиорелейных и спутниковых систем передачи
Рисунок 6.16 - Структурная схема типового тракта промежуточной частоты
РРЛ
81
Рисунок 6.17 - Функциональная схема передатчика радиоствола
Рисунок 6.18 - Функциональная схема приемника радиоствола
Рисунок 6.19 - Структурная схема аппаратуры с прямым усилением на СВЧ:
а - без сдвига частот; б - со сдвигом частот
Рисунок 6.20 - Структурная схема цифровой радиорелейной системы передачи
Рисунок 6.21 - Структурная схема передатчика ТРРЛ
Рисунок 6.22 - Структурная схема передающей аппаратуры ТВ ствола РРЛ
Рисунок 6.23 - Схема радиосвязи через ИСЗ
82
Рисунок 6.24 - Система связи с несколькими ИСЗ на низкой орбите
Рисунок 6.25 -Спектр частот сигналов в спутниковой системе связи «Орбита-2»
Рисунок 6.26 - Передающая земная станции
Рисунок 6.27 - Ретранслятор ИСЗ типа «Молния»
Список литературы для изучения курса
«Многоканальные системы передачи»
1. Гордиенко В.Н., Тверецкий М.С. Многоканальные телекоммуникационные
системы. Уч. для вузов.- М.: Горячая линия - Телеком, 2005 г.-416 с, ил.
2. Ильичѐв В. П., Васин Н. Н. Телекоммуникационные системы и сети PDH и
SDH. Учебное пособие для вузов. - Самара: ПГАТИ, 2007. - 202 с: ил.
3. Скляров O.K. Современные волоконно-оптические системы передачи. —
М.: Салон-Р, 2001.- 237 с.
4. Оптические системы передачи. Уч. для вузов/В.Б. Скворцов, В.И. Иванов,
В.В. Крухмалѐв. Под ред. В.И. Иванова.- М: Радио и связь.-1994.
5. Кашин М.В., Муштаков Е.А. Основы SDH. Самара, 2001, ПГАТИ.
6. Слепов Н.Н. Синхронные цифровые сети SDH. – М.: Эко-Трендз. 1999,
148 с.
7. Ильичѐв В.П. Изучение оптических излучателей и фотоприѐмников
ВОЛП. Методические указания по курсу ОСП Самара, ПГАТИ, 2005 г.-26 с.,
ил.
83
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
3 959 Кб
Теги
kurs, msp, formulas, mnogokanal, sistemy, grafika, chemah, lekcii, peredatchiki
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа