1.1. Роль и место направляющих систем в системах связи. Виды линий связи и их основные свойства

1.2. Классификация, конструкции и частотные диапазоны направляющих систем

1.1. Роль и место направляющих систем в системах связи. Виды линий связи и их основные свойства

Систему передачи, содержащую направляющую систему (НС), логично представить обобщенной схемой (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Обобщенная схема системы передачи

На НС действуют помехи, в тракте системы передачи могут возникать различного рода искажения. Поэтому

(1.1)

Действующие на НС помехи делятся на внешние и внутренние. Внешние помехи вызваны действием сторонних электромагнитных полей. Внутренние помехи обусловлены действием электромагнитных полей соседних проводников в направляющей системе (или взаимными влияниями). Практически идеальной направляющей системой является волоконный световод, т. к. на него не действуют внешние поля и в световоде отсутствуют взаимные влияния.

Направляющая система - это непрерывная по длине конструкция, направляющая распространение электромагнитной энергии в заданном направлении, т. е., обладающая канализирующими свойствами. Такими свойствами обладает граница раздела сред с разными электрическими параметрами (рис 1.2 ).

Любая материальная среда характеризуется такими параметрами:

• удельным электрическим сопротивлением p, или удельной электрической проводимостью
• абсолютной магнитной проницаемостью
• абсолютной диэлектрической проницаемостью E, Ф/м;

Следует учесть, что ; ; , где , – относительная диэлектрическая и магнитная проницаемости соответственно; Ф/м – абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума; Гн/м – абсолютная магнитная проницаемость вакуума, n – коэффициент преломления среды.

Рис. 1.2. Обобщённая направляющая система

К направляющим системам предъявляются следующие требования:

• высокая информационная ёмкость;
• малые потери электромагнитной энергии в процессе её распространения;
• возможность передачи различных видов информации, т.е. сигналов с различными видами модуляции;
• малые взаимные влияния;
• постоянство параметров НС в процессе длительного срока эксплуатации;
• обеспечение необходимого качества и дальности связи.

По направляющим системам передаются различные виды информации (табл. 1.1).

Таблица 1 .1

Виды информации	Полоса частот, кГц	Количество КТЧ
Телефония	4	1
Радиовещание	8 – 12	2 - 3
Телевидение	6000	1500
Телеграфия	4/(18…24)	1/(18…24)
Передача данных	4…240	1…60

Непременным, одним из наиболее сложных и дорогостоящих элементов техники связи являются линии связи (ЛС). Линия связи – комплекс технических сооружений, обеспечивающий передачу как узкополосных, так и широкополосных каналов, используемых для передачи информации от отправителя к получателю на заданное расстояние с заданным качеством. Эффективность работы систем определяется качеством ЛС, их свойствами, параметрами, воздействием на ЛС различных факторов. Линии связи состоят из нескольких подсистем, обеспечивающих их функционирование: оконечных пунктов, обслуживаемых и необслуживаемых усилительных (регенерационных) пунктов.

Классификация линий связи. Линии связи делятся на два типа – беспроводные (радиолинии) и проводные на основе тех или иных направляющих систем. Классификация ЛС приведена на рис 1.3.1

Рис. 1.3. Классификация линий связи

Отличительной особенностью проводных ЛС является то, что передача информации от одного абонента к другому осуществляется по специально созданным на основе направляющих систем цепям. Характер распространения электромагнитных волн в различных средах и направляющих системах определяется частотными диапазонами, в которых работают эти системы.

Беспроводные и проводные ЛС имеют свои особенности, достоинства и недостатки. К ЛС предъявляется ряд требований, выполнение которых обеспечивает высокую эффективность при их эксплуатации, необходимое качество связи, дальность связи.

1.2. Классификация, конструкции и частотные диапазоны направляющих систем

По конструктивным признакам направляющие системы делятся на две группы - системы, в которых распространение электромагнитной энергии ограничивается в поперечном направлении (закрытые системы) и системы, в которых такого ограничения нет (открытые системы) (рис. 1.4, 1.5).

Рис. 1.5. Классификации НСЭ по конструктивным признакам

Воздушные линии связи и симметричные пары относятся к группе симметричных цепей, т.е. НС этой группы имеют два проводника с одинаковыми конструктивными и электрическими свойствами.

Направляющие системы являются основными элементами кабелей связи, они классифицируются по частотному диапазону их использования (рис. 1.6).

Рис. 1.6. Частотные диапазоны разных направляющих систем

Характеристики разных направляющих систем и области их применения приведены в таблице 1.1

Вопросы и задания для самоконтроля

2. Дайте определение НС.

3. Чем обеспечивается свойство направленности НС?

4. Охарактеризуйте открытые НС и закрытые НС, приведите примеры этих систем.

5. Приведите конструкции НС, охарактеризуйте их особенности, укажите область применения.

6. Какие виды информации передаются по НС?

7. Дайте определение канала тональной частоты.

8. Дайте определение канала связи.

8. Можно ли передать по ВЛС сигнал с полосой частот ?

9. Является ли коаксиальная пара симметричной НС?

10. Можно ли по КК передать сигнал в диапазоне частот от 1 до 3 кГц?

11. Возможна ли передача телевизионных сигналов по СК?

12. Является ли направляющей системой структура стекло/полимер?

Письменные задания

1. Запишите условие (1.1) для идеальной системы связи.

2. Приведите электрические параметры сред.

3. Приведите структурную схему линии связи с цифровыми и с аналоговыми сигналами в линейном тракте.

4. Приведите структурную схему элементарного усилительного участка.

5. Охарактеризуйте подсистемы линии связи.

6. Объясните, как обеспечивается направленность распространения электромагнитных волн в радиолиниях, радиорелейных линиях?

7. Охарактеризуйте особенности беспроводных ЛС.

8. Охарактеризуйте особенности проводных ЛС.

9. Приведите диаграмму уровней секции ОУП-ОУП.

10. Выбрать тип НС для одновременной передачи следующих видов информации: 30 телевизионных каналов, 2 канала радиовещания.

11. Выбрать тип НС для одновременной передачи 2 каналов ТВ, КТЧ, 1000 каналов передачи данных.

12. Выбрать тип НС для одновременной передачи амплитудно–модулированных (АМ) сигналов: .

13. Выбрать тип НС для одновременной передачи АМ сигналов с верхней боковой частотой: , , .