Структура и принципы функционирования системы телеграфной связи
Основными функциями сети телеграфной связи являются:
- приём от пользователей, передача и доставка адресатам телеграфных сообщений различных видов и категорий в заданные сроки;
- передача телеграфных сообщений и ведение документальных переговоров между предприятиями, учреждениями, организациями;
- предоставление в аренду некоммутируемых дискретных каналов.
Телеграфная сеть – это совокупность телеграфных станций коммутации ТгСК оконечных установок, а также телеграфных каналов ТК. Структура телеграфной сети показана на рисунке 2.5.
Рис. 2.5.
В нашей стране сеть телеграфной связи имеет иерархическую организацию с тремя уровнями. Верхний уровень занимают главные узлы, которые располагаются в наиболее крупных городах с наибольшей нагрузкой, соединённые по полносвязной схеме и играющие роль транзитных пунктов. На втором уровне располагаются областные узлы и на последнем - районные узлы. Областные узлы имеют связи между собой и соединяются радиальными связями с главными узлами. Районные узлы не соединены между собой, но соединены радиальными связями с областными узлами. Такая архитектура наиболее экономически эффективна для больших территорий.
Непосредственные услуги сеть телеграфной связи ТгС предоставляет в оконечных пунктах ТгС, располагаемых в отделениях связи городских, районных, сельских, и в абонентских пунктах, располагаемых в учреждениях и на предприятиях.
Таким образом, система телеграфной связи любого уровня содержит дискретные каналы связи и соответствующую им каналообразующую аппаратуру, коммутационную аппаратуру и оборудование оконечных (абонентских) пунктов.
В общем виде структура типового абонентского пункта имеет вид, представленный на рисунке 2.6.
Рис. 2.6,
где ООД – оконечное оборудование данных;
АКД – аппаратура окончания данных.
В режиме передачи оконечное оборудование данных преобразует поступающие от источника сообщений сигналы в первичный код, который преобразуется в аппаратуре окончания данных таким образом, чтобы обеспечить эффективную их передачу по каналу связи. При приёме информации ООД и АКД осуществляют обратные преобразования. Важнейшим блоком ООД систем телеграфной связи является телеграфный аппарат ТА, - электронно-механические или электронные. В электронно-механических ТА основные функции выполняются механическими узлами, требующими высокой точности изготовления. Такие аппараты имеют ряд недостатков: высокий уровень акустического шума, искажения, вносимые аппаратом, низкая исправляющая способность, ограниченная скорость телеграфирования. В более современных ТА большинство функций выполняется электронным способом с использованием средств микропроцессорной техники. Эти аппараты, хотя у них некоторые функции (перемещение бумажного носителя) реализуются механически, получили название электронных. В электронных ТА существенно лучше технические характеристики и шире функциональные возможности.
Системы радиосвязи
Для передачи сообщений пригодны не только проводные каналы связи в виде воздушных линий, кабелей и др., но и радиоканалы. Если речь идёт о радиорелейных или спутниковых линиях связи, то они практически равноценны кабельным линиям. В отличие от них КВ и УКВ радиоканалы из-за особенностей распространения радиоволн соответствующего диапазона имеют иные свойства и характеристики и требуют других методов и режимов передачи. Каковы особенности распространения КВ и УКВ радиоволн?
В соответствии с соглашениями МККР (Международный консультативный комитет по радиосвязи) на международной линии радиочастот для КВ каналов отведена полоса частот от 3 до 30 МГц (10-100 м), а для УКВ каналов – от 30 до 300 МГц (1-10 м).
Электромагнитные волны, излучаемые антенной, частично распространяются вдоль земной поверхности (поверхностная волна), но могут достигать места приёма за счет преломления или отражения от слоёв ионосферы или отражения от поверхности Земли (пространственные волны). Иными словами эти волны могут достигать места приёма по одному или нескольким путям различной длины, как показано на исунке.2.7.
Рис. 2.7.
Вследствие многолучевого распространения в месте приёма может возникнуть интерференция волн вплоть до полного подавления принимаемого сигнала. Поскольку высота каждого из отражающих слоёв ионосферы постоянно изменяется, то явление интерференции подвержено ещё и временным флуктуациям.
Возникающие при интерференции замирания в месте приёма проявляются в более или менее сильных колебаниях уровня сигнала. Под длительностью замирания понимают время, в течение которого амплитуда принимаемого сигнала не превышает определённого значения, называемого уровнем замираний и задаваемого обычно по отношению к среднему уровню приёма.
В зависимости от условий приёма и распространения коротких волн замирания могут иметь различную длительность. Кратковременные замирания появляются гораздо чаще, чем длительные. Интервал времени между замираниями зависит от времени суток, интенсивности солнечного излучения, магнитных явлений и лежит в пределах от 4 до 20 сек. Полоса частот, которая затрагивается селективными замираниями, имеет ширину от 100 Гц до 200 Гц. Разность двух соседних частот, которые одновременно могут подвергаться этому виду замираний, в основном, более 300 Гц.
Поскольку электромагнитные волны вследствие многолучевого характера их распространения попадают в место приёма по разным путям, то время их распространения может колебаться (при большом удалении разница может быть от 3 до 5 мсек). Следовательно, время, за которое изменение значения сигнала данных достигает приёмника, может колебаться на величину этой разницы. Для сигнала, передаваемого со скоростью 50 знаков в секунду, т.е. имеющего единичный интервал 1/50=20 мсек, это допустимо. Но при скоростях более 200 знаков в секунду, где интервал составляет 5 мсек, неопределённость времени распространения уже препятствует передаче данных, т.к. его колебания становятся одного порядка с единичным интервалом передачи данных. Наряду с этим на радиоволны оказывают влияние посторонние источники: промышленные импульсные помехи, сигналы других станций и т.д.
Действие помех, вызванных замираниями, при передаче данных можно ослабить, если осуществлять приём одного и того же сообщения по двум или нескольким каналам, т.е. по нескольким ветвям разнесения. Этот способ называют разнесенным приёмом. Для этого на приёме можно установить, например, две удалённые друг от друга антенны: помехи, обусловленные селективными замираниями, появляются на двух разнесённых друг от друга антеннах не одновременно, поэтому по крайней мере одной из них будет принят нормальный без замирания сигнал. Это метод пространственного разнесения. На рисунке 2.8 показана схема с пространственным разнесением приёмных устройств, на рисунке 2.9 – схема с разнесением антенн.
Рис. 2.8,
Рис. 2.9,
где ПД – приёмник данных;
РПрм – радиоприёмник;
ДМ – демодулятор;
УР – устройства управления разнесенным приемом.
Аналогичным образом можно передавать одно и то же сообщение по двум каналам на разных частотах. Это - разнесение по частоте. Схема показана на рисунке 2.10.
Рис. 2.10,
где РП – радиопередатчик.
На приёме, при обработке сигналов, поступившим по разным ветвям разнесения, обычно производится сравнение уровней приёма в этих ветвях. Если амплитуды сигналов различаются не очень существенно, например, не более, чем на 7 дБ, то полученные после демодуляции напряжения суммируются. Такое суммирование позволяет повысить отношение сигнал/шум, т.к. полезные составляющие, содержащиеся в сигналах отдельных ветвей между собой коррелированны, а наложенный на них шум, некоррелирован. При различии уровней в ветвях более, чем на 7 дБ, ветвь с самым слабым сигналом не используется, т.к. снимаемый с неё сигнал не улучшил бы отношение сигнал/шум.