Спутниковые и радиорелейные системы передачи

1. Основные понятия

Электросвязь, осуществляемую посредством радиосигналов, называют радиосвязью Радиосвязь организуют для обмена информацией между источником информации и получателем. Информацию, подлежащую передаче, представляют в виде сообщения. Чтобы передавать сообщение, его преобразуют с помощью оконечных абонентских устройств, например телефонных или телеграфных аппаратов, в первичный электрический сигнал.Последнему присваивается название в соответствии с видом передаваемого сообщения: телефонный сигнал, телеграфный сигнал и др.

Радиосвязь организуют между двумя радиостанциями: передающей ПСт и приемной ПрСт (рис. В.1). Первичные электрические сигналы поступают по соединительным линиям на входы a, b,… устройства А1, предназначенного для объединения первичных электрических сигналов в единый групповой сигнал (ГС). Этот ГС (в т. а) поступает в радиопередатчик.

Радиопередатчиком (РП) называют устройство для формирования радиочастотного сигнала, подлежащего излучению. Входной групповой сигнал модулирует несущую радиопередатчика. На выходе РП образуется радиочастотный сигнал (в т. в), который поступает в передающую антенну WA1.

Передающей (приемной) антенной называют устройство, предназначенное для излучения (приема) радиоволн. Таким образом, между передающей WA1 и приемной WA2 антеннами распространяются радиоволны. Радиоволнами называют электромагнитные колебания с частотами до 3Ч1012 Гц, распространяющиеся в среде без искусственных направляющих линий. Антенна WA2 преобразует принятую радиоволну в радиочастотный сигнал (в т. в'), который поступает в радиоприемник РПр.

Радиоприемником называют устройство, предназначенное для выделения переданного сигнала (в рассматриваемой схеме - ГС) из принятого радиочастотного сигнала. Выделенный ГС (в т. а') подается на устройство А2, которое разделяет его на первичные электрические сигналы так, что каждый из этих сигналов поступает к своему получателю. В А1 и А2 объединение и разделение первичных электрических сигналов может происходить на основе частотного разделения каналов (ЧРК), или временного разделения каналов (ВРК). Групповой сигнал, получаемый на выходе устройства А1 методом ЧРК при подаче на его входы телефонных сигналов, называют многоканальным телефонным сигналом (МТС). Аппаратура, предназначенная для формирования МТС на передаче и разделения его на приеме, получила название аппаратуры системы передачи (АСП) с ЧРК. Устройства А1 и А2 представляют собой передающую и приемную части АСП. Электрические сигналы в т. в и в', а и а', a и a', b и b' отличаются из-за воздействия внутренних и внешних шумов. Приведенные выше термины: радиопередатчик; радиоприемник; радиочастотный сигнал часто заменяют их сокращенными формами: передатчик, приемник, радиосигнал. Кроме того, во многих случаях радиоволны можно называть радиосигналами. Обычно их различают только при описании некоторых процессов, связанных с распространением радиоволн и работой антенн. Определенный непрерывный участок длин радиоволн, которому присвоено условное наименование, называют диапазоном радиоволн. Полосу частот, которой присвоено условное наименование, называют диапазоном частот. Для радиорелейной связи и спутниковой радиосвязи используют радиоволны, указанные в табл. В.1.

Под радиорелейной связью понимают радиосвязь, основанную на ретрансляции радиосигналов дециметровых и более коротких волн станциями, расположенными на поверхности Земли. Совокупность технических средств и среды распространения радиоволн.

Таблица В.1

Название волн Диапазон радиоволн Диапазон Частот Название и условноеобозначение диапазона часто
Дециметровые 100..10 см 300..3000 МГц Ультравысокие частоты
Сантиметровые 10..1 см 3..30 ГГц (УВЧ)Сверхвысокие частоты (СВЧ)
Миллиметровые 10..1 мм 30..300 ГГц Крайне высокие частоты (КВЧ)

Для обеспечения радиорелейной связи образует радиорелейную линию связи. Используемые в ней радиоволны имеют два механизма распространения: один - за счет земной радиоволны, второй - за счет тропосферной. Земной называют радиоволну, распространяющуюся вблизи земной поверхности. Земные радиоволны короче 100 см хорошо распространяются, как правило, только в пределах прямой видимости. Поэтому радиорелейную линию связи на большие расстояния строят в виде цепочки приемо-передающих радиорелейных станций (РРС), в которой соседние РРС размещают на расстоянии, обеспечивающем радиосвязь прямой видимости, и называют ее радиорелейной линией прямой видимости (РРЛ). На рис. В.2 это РРС1-РРС2, РРС2-РРСЗ. Тропосферная радиоволна распространяется между точками земной поверхности по траектории, лежащей целиком в тропосфере. Энергия тропосферной радиоволны короче 100 см рассеивается на неоднородностях тропосферы. При этом часть передаваемой энергии попадает на приемную антенну РРС, расположенной за пределами прямой видимости на расстоянии 250...350 км. Цепочка таких РРС образует тропосферную радиорелейную линию (ТРЛ) (рис. В.З). На любой РРС устанавливают антенны, приемно-передающую аппаратуру и вспомогательные устройства (аппаратуру телеобслуживания, служебной связи, гарантированного электропитания и др.). Комплекс аппаратуры, обеспечивающий нормальную работу РРЛ (или ТРЛ), называют радиорелейной системой. Для РРЛ и ТРЛ разработан ряд типовых радиорелейных систем, например КУРС, "Горизонт-M" и др. В зависимости от метода модуляции, используемого в радиорелейной системе, принято различать аналоговые радиорелейные системы с ЧМ (АРРС), цифровые радиорелейные системы (ЦРРС) и др.

Спутниковая радиосвязь - это связь через ретранслятор, установленный на искусственном спутнике Земли (ИСЗ). Спутниковую линию связи (СЛС) образуют две станции, расположенные на Земле, и станция на ИСЗ. Первые получили название земных станций (ЗС), вторая - космической (КС). В отличие от ЗС радиостанции РРЛ и ТРЛ называют наземными. Спутниковая линия связи состоит из двух участков: Земля - ИСЗ и ИСЗ - Земля.

2. Классификация радиорелейных линий связи

Обычно РРЛ классифицируют по ряду наиболее существенных признаков. В зависимости от используемого механизма распространения радиоволн различают: РРЛ и ТРЛ.

В зависимости от первичной сети, к которой они принадлежат, различают магистральные, внутризоновые и местные РРЛ (или ТРЛ). В зависимости от способа, принятого для формирования ГС, различают аналоговые и цифровые РРЛ (или ТРЛ). В свою очередь аналоговые радиорелейные линии связи классифицируют в зависимости от способа, принятого для объединения (разделения) первичных электрических сигналов и метода модуляции несущей: РРЛ (или ТРЛ) с ЧРК и ЧМ и РРЛ с ФИМ-АМ; в зависимости от числа N организуемых каналов ТЧ: малоканальные - N 24; со средней пропускной способностью - N=60...300; с большой пропускной способностью - N=600...1920. Цифровые РРЛ классифицируют по способу модуляции несущей: ИКМ-ЧМ, ИКМ-ФМ и другие; в зависимости от скорости передачи двоичных символов В: с малой - В<10 Мбит/с, средней - B=10…100 Мбит/с и высокой - В>100 Мбит/с пропускной способностью.

3. Классификация систем спутниковой связи

Особенность спутниковой радиосвязи - возможность работы через общую КС большого числа ЗС. Такая работа может быть организована в адресном режиме, например по принципу "каждая ЗС с каждой", а также в циркулярном режиме. В этом режиме через ИСЗ организуется ряд СЛС, имеющих, например, одну-две общие передающие ЗС, общую КС и большое число приемных ЗС с однотипной аппаратурой. Все эти спутниковые линии связи обычно входят в систему спутниковой связи (ССС). В зависимости от охватываемой территории, размещения и принадлежности ЗС различают международные, национальные и ведомственные ССС. К международным относят глобальные системы "Интерспутник" и "Интелсат", региональные "Евтелсат", "Арабсат" и др. В национальных ССС все ЗС находятся в пределах одной страны. Ведомственные ССС образуют между ЗС, принадлежащими одному ведомству. Принято также классифицировать ССС в зависимости от вида передаваемых первичных электрических сигналов. Различают универсальные многофункциональные ССС, ЗС которых обмениваются различными видами сигналов, и специализированные ССС для передачи определенных первичных электрических сигналов. К специализированным относятся, например, распределительные системы спутникового вещания, предназначенные для циркулярной передачи сигналов вещательного телевидения. В ССС широко применяют метод аналоговой ЧМ, а также раз личные методы модуляции несущей сигналами ИКМ (цифровую модуляцию).

Спутниковые и радиорелейные системы передачи


*****

© 2009-2017 Банк лекций siblec.ru
Лекции для преподавателей и студентов. Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.