Лекция по "Радиоэлектронике"

ТОЖП жетістіктері:

- шығын төмендігі;

- үлкен өткізу мүмкіндігі;

- масса кішілігі және төмен габаритті көлемі;

- өңді металлдардың үнемділігі;

- ішкі және өзара кедергілерден қорғанудың жоғарғы деңгейі.

Лекция  №1.

Қазіргі уақыттағы электрлік байланыс

3. НСЭ  дегі көпканалды жіберудің системасы

ЭБЖ - де аналогтық  және цифрлық ақпарат тасымалдау системасы (АТЖ және ЦТЖ) ұйымдастырылады. Аналогтық тасымалдау жүйесі каналдың дербес бөлігіне негізделген. Электрлік фильтр көмегімен барлық тасымалданушы спектрлер жиіліктік жолақтарға бөлінеді. Базалық негіздегі 4 кГц кеңдігіндегі телефон қабылдайтын канал – үндестік жиілігінің каналы (ҮЖ). Жиілік жолағының ені үлкен болған сайын, ЭБЖ арқылы тасымалдауға болатын соншалықты көп каналды алуға болады және оның бағасыда арзан түседі.

Цифрлық тасымалдау жүйесі каналдың уақыттық бөліктенуіне негізделген. Бұл жерде әртүрлі хабарлы сигналдарды желі бойынша тасымалдау кезек бойыншы іске асады, сонымен қатар уақыт бойынша жылжып отырады. Желі бойымен  цифрлық сигналдарды шығаратын, реттілігі мен ұзақтығы анықталған импульстер таратылады. Осы үшін ақпараттың барлық түрлері (телефондық, радиохабар, телевидение және басқа да) алдын-ала кодталады. Ең көп таратылғандары болып микросекундты және наносекундты ұзақ импульсты импульсты-кодтық модуляция (ИКМ) есептелінеді.

Цифрлық тарату жүйесінің құндылығы:

• Байланыс ұзақтығының үлкендігі;
• Тізбек қорғанысына талаптың оңтайлануы;
• Біртекті интегралды байланыс жүйесін құру мүмкіндігі;
• ЦЖТ аппаратураларын өндіру технологиясының қарапайымдылығы;
• ЭВМ көмегімен импульстік ақпараттардың тура кірісін және жылдамдығын өңдеу мүмкіншіліктері;
• Мәліметтерді тарқату автомазизациясы;

Кемшіліктері  болып телефондық каналда жиілік жолағының ені 64 кГц ке дейін ғана (4 кГц жиілік жүйесінде).

Таблица 1.1

Тарату жүйесі	Материал, Сым диаметрі	Канал саны	Сызықтық спектр, кГц	Өшуі УУ, дБ	НУП арасындағы арақашықтық, км	Әрекет      ұзақтығы, км
В-3-3	Биметалл, 4 мм; мыс 4 мм	3	4...31	43	250	12500
В-12-2 В-2-2 В-3-3	Тағы болат Болат, 4 мм Тағы да	12 2 3	36...143 4,5...25,7 4...31	43 39 39	250 25…30 40	12500 - -

Табл 1.1 – де АТЖ-нің АЖ бойынша негізгі параметрлері келтірілген, табл 1.2-де магистральды, зоналық, ауылдық және қалалық байланыстарға арналған, әр түрлі конструкциялы каоксиалды және симметриялдық кабелдер арқылы таратылатын көпканалды жүйенің негізгі параметрлері келтірілген. «Тарату жүйесі» сызық жолында көрсетілген цифра кабель бойынша құрылатын телефондық каналдар санын білдіреді. Күшейткіш учаскелердің (регенерационды) ұзындығы қызмет көрсетпейтін күшейтілген (ҚКП) пунктердің арасындағы арақашықтықпен сәйкес келеді. Бұл ҚКП-ға қызмет көрсететін күшейтілген пунктен (ККП) дистанционды электрқоретендіруші түседі. ККП-ның арасындағы қашықтық 20….240 км. Магистральды байланыс әрекетінің жалпы ұзақтығы 12500 км-ді құрайды, ішкізоналық – 600 км.

Уақыт бойынша  бөліктенетін каналдар таратылымды (ЦЖТ) плезиқорғанысты цифрлық жүйенің  негізгі мәліметтері табл. 1.3 да көрсетілген.

Таблица 1.2

 

Тарату жүйесі	Кабель түрі	Сызықтық спектр, кГц, немесе тарату жылдамдығы, Мбит/с	Ұзындық УУ, км	ОУП     арсындағы арақашықтық,                   км	Байланыс ұзақтығы, км
Магистральды байланыс
Коаксиальды кабель 2,6/9,5
К-1920 К-3600 К-5400	КМ-4	312…8500 812…17600 4332…31100	6 3 3	240 180 240	12500
Азгабаритті коаксиальды кабель 1,2/4,6
К-300 ИКМ-480	МКТ-4	60…1300 34	6 3	240 240	12500
Симметриялық кабель
К-60П К-1020С ИКМ-120 ИКМ-480С	МКС-4´4	12…252 312…4640 8,5 34	20 3 5 2,5…3,0	280 240 240 200	12500 - 12500 12500
Ішкізоналық байланыс
Біркоаксиальды кабель 2,1/9,7
К-120 К-420	ВКПА-1	60…552, 812…1300 312…2044; 2852…4584	10 6	200 300	600
Симметриялық кабель
К-60п ИКМ-120	ЗКП-1´4	12…252 8500	10 5	240 240	600

 

Қалалық байланыс
ИКМ-30 КАМА-30 ИКМ-120	ТП МКС-7´4 МКС-7´4	2000 8500 12…252; 312…552	40 40 80		80
Ауылдық байланыс
КНК-6 КНК-12 ИКМ-30 ИКМ-120	КСПП-1´4 КСПП-1´4 КСПП-2´4 КСПП-2´4	16…60; 76…120 6…54; 60…108 2000 8500	16 16 6 12	80 120 50 50	120 120 50 100

 

               Таблица 1.3

Тарату жүйесі	Тарату жылдамдығы, Мбит/с	Кабель түрі
Бірінші ИКМ-30 Екінші ИКМ-120 Үшінші  ИКМ-480 Төртінші ИКМ-1920	2,05 8,5 34 140	Симметриялық сондай коаксиальды сондай

Таблица 1.4

Синхронды цифрлық иерархия	Тарату жылдамдығы, Мбит/с
СТМ-1 СТМ-4 СТМ-16 СТМ-64 СТМ-256	155,52 622,08 2488,32 9553,28 39813,12

 

ИКМ-480 және ИКМ-1920 тарату жүйелері коаксиальды кабельді магистральды желілі байланыстарға арналған. Ішкізоналық торап ИКМ-120 жүйесі негізінде, ауылдық торап - ИКМ-15 негізінде дамыды. Қалаларда АТС арасында көпканалды қосылған желіліер құрылғылары үшін ИКМ-ЗО аппатарурасы кең қолданылады.

4. Бағыттаушы тарату жүйесі

Қазіргі уақытта кең қолданыстағы кабелдермен бірге басқа да ақпарат таратушы орталар дамып келеді олар: толқыншалар сияқты, жарықшалар, толқынның үстіңгі желілері, жоғарығаөткізетін және ленталық кабельдер және т.б. Бұлардың барлығы да жалпы бір атауға біріктірілген – бағыттаушы жүйелер.

Бағыттаушы жүйе (БЖ) – бұл берілген бағытқа электромагнитті энергияларды тасымалдауға арналған құрылғы. Осындай арна тартушы қасиетті сымдар, диэлектрик және кез келген әртүрлі электрлік қасиеті бар орта шегінің бөліктері (металл – диэлектрик, диэлектрик –ауа) иеленіп отыр. Сондықтан БЖ ролін металдық желі, (кабель, толқынша), диэлектриктік өтімділігі ε > 1  бар материалдан жасалған диэлектрлік желі (диэлектрлік толқын, талшықты жарықша), сонымен қатар металдиэлектрикалық желі (толқын үстіндегі желі) атқара алады. 

 

 

 

    

 

 

 

 

Сур. 1.4 әртүрлі  бағыттаушы жүйелердің конструктивті  схемасы

Жоғарғыжиілікті энергиялар тарататын қазіргі заманғы бағыттаушы жүйелер  ау байланыс жүйесі (АБЖ), симметриялық кабельдер (CК), коаксиальды кабельдер (КК), жоғарыдан өткізгіш кабельдер (ЖӨК), толқыншалар (Т), оптикалық кабельдер (ОК), толқын үстіндегі желілер (ТҮЖ), диэлектрлік толқыншалар (ДТ), ленталық кабельдер (ЛК), жолақты желілер (ЖЖ), радиожиілікті кабельдер болып өз ішінен бөлінеді. Әртүрлі бағыттаушы жүйелердің конструкциясы схема түрінде 1.4.суретте келтірілген.

Әуе желілері мен симметрикалық  кабельдер симметрикалық тізбектер (сур 1.4,а) тобына жатады. Айырықша ерекшеліктері екі өткізгіштің бірдей конструкциясы мен электрлік қасиеттерінде.

Коаксиальды кабельде (сур.1.4,б) жарты цилиндр формасы сияқты көрінетін 1 өткізгіш, 2-ші өткізгіштің ішіне концентрациялы орналасқан. Ішкі өткізгіш сыртқыдан әртүрлі аралық қабаттардың (шайбалар, баллондар, корделилер және т.б) көмегімен изоляцияланады. Толқынша (сур.1.4,г) жақсы өткізгіш материалдан жасалған, тік бұрышты және дөңгелек кесінділі толық метал трубасын көрсетеді. Жоғарыданөткізгіш кабель (сур.1.4,в) төменгі қарсы температура шартына орналастырылған, жалпы аз габаритті көлемді коаксиальды конструкциялы болады. Толқын үстіндегі желі (сур.1.4,д) жоғарғыжиілікті изоляциямен (полиэтиленмен) қоршалған, дара металл сымын көрсетеді. Диэлектрлік толқын (сур.1.4,е) – жоғарғыжиілікті материалдан (полиэтилен, стирофлекс) жасалған дөңгелек және тік төртбұрышты қиындының өзекшесі. Жолақты желі (сур.1.4,ж) араларында изоляция орналастырылған тегіс ленталық сымдардан тұрады. Осы желіліердің түрлері болып бір жазықтықта орналастырылған, көп сымдардан тұратын кабель есептелінеді. Оптикалық кабель (сур.1.4,и) бір конструкцияға біріктірілген орама мен оптикалы-талшықты жарықшаны көрсетеді.

Радиожиілікті кабельдер (РК) коаксиальды, симметриялық немесе спиральды конструкциялы болады. 

Бағыттаушы  жүйенің соңғы үш түрі (ДТ, ЖЖ, РК) локальды тағайындалған және антеннадан аппаратураға дейін энергияны қысқа  қашықтықта таратуға фидеров сапасында  қолданады.  Толқын үстіндегі желі ең бастысы желіден көп емес ұзындықта ауытқитын телевизиондық құрылғыға арналған. Қалған бағыттаушы жүйелер қазіргі заманғы әртүрлі ақпараттарды (телефония, телеграфия, телевидение, мәліметтерді тарату, радиохабар, фототелеграф, газет тарату және т.б) таратуға арналған жоғарғыжиілікті байланыстарды құру үшін қолданылады.

Бағыттаушы жүйелер ең біріншіде олардың қолданылуына сай толқын ұзындығына және жиілік диапазонына байланысты класификациялануы мүмкін. Табл.1.5-те бағыттаушы жүйенің жиілік класификациясы келтірілген. Бұл жерде радиожеліге (РЖ) және радиорелелік желіге (РРЖ),  сонымен қатар жердің жасанды серігі мен оптикалық байланыс (ОБ) негізіндегі спутниктік желіге (СЖ) қолданылатын жиіліктер көрсетілген.

1.5 суретте әртүрлі БЖ-нің жиілік диапазондары көрсетілген.

Расыменде, БЖ арқылы таратқанда жиіліктің диапазоны қаншалықты жоғары болса, соншалықты байланыс каналдарын құруға болады және бұл тарату үнемді.

Бұл көрініс табл 1.6-да суреттелген, әртүрлі БЖ көмегімен құрылған каналдар саны.

Сур.1.5. әртүрлі бағыттаушы жүйелердің жиілік диапазондары: ӘЖ- әуе желісі, СК-cимметриялық кабель, ТҮЖ – толқын үстіндегі желі, ЖЛЖ – жолақты ленталы желі, МТ-металдық толқын, ДТ-диэлектрлік толқын.

 

 

 

 

 

 

Табл. 1.6 – ден  өте жоғарғы жиілікте қолданылатын жарықшалардың, ауқымды мөлшерде көп  каналды құруға принципиальды мүмкіндік беретінін анық байқауға болады. Маңызды симметриялық кабельде жиілік диапазоны төмен, және әуе байланыс желісінде өткізіп тұру мүмкіншілігі өте төмен.

Таблица 1.6

Бағыттаушы жүйе	Жиілік Гц	Толқын ұзындығы	Телефондық каналдардың                                        мүмкіндік саны	Болатын байланыс жүйелер
Әуе желілері	105	км	10	В-12
Симметрикалық кабель	106	100 м	100	К-бОп, К-1020с
Коаксиальды кабель	108	м	1000...	К-1920, К-3600
			...10000	К-5400, К-10800
Толқынша	1010...1011	мм	100000	-
Оптикалық кабель	1014...1015	мкм	более 100000	СТМ-1... СТМ-256