Негізігі тҮсініктер жӘне аныҚтамалар. Желілі тракттыҢ ҚҰрылымы жӘне оныҢ негізгі параметрлері

Дәріс 12

Бір АУБ-ИКМ ЦБЖ шегінде электробайланыс сигналдарының НЦА номиналды санымен анықталатын, жылдамдықпен берілуін қамтамасыз ететін техникалық құрылғылардың кешенін цифрлық беру жүйесінің желілі трактысы деп атайды (ары қарай цифрлық желілі тракт ЦЖТ).

ЦБЖ арна құрушы жабдығымен құрылған топтық цифрлық сигнал электрлік (симметриялы және коаксиалды) және талшықты - оптикалық кабельмен, радиорелелі және спутниктік беру жүйелерімен берілуі мүмкін. Электрлі және оптикалық кабельдермен жұмыс істейтін цифрлық желілі тракт, 12.1 суретте көрсетілген, құрылымдық сұлба бойынша құрылады.

 

Сурет 12.1 – Цифрлық желілі тракттың ЦЖТ құрылымдық сұлбасы

 

Цифрлық желілі тракт соңғы пункттың беруші және қабылдаушы жабдығынан, бағыттаушы орта телімдерінен, регенерациялық пункттарда орналастырылатын, желілі регенераторлардан тұрады, олар қызмет көрсетілетін ҚКРП және қызмет көрсетілмейтін ҚКМРП болуы мүмкін. Қызмет көрсетілмейтін пункттардың электроқоректенуі қызмет көрсетілетін пункттардан дистанциялық іске асады, олар бұдан басқа ЦЖТ негізгі параметрлерінің бақылауын және ҚКМРП жабдығының жағадйының бақылауын іске асырады.

ҚКМРП арасындағы аралық регенерациялық телім деп аталады, ал ҚКРП арасындағы аралық дистанциялық қоректендіру секциясы деп аталады. Берудегі кода түрлендіргіші көмегімен желілі цифрлық сигналды ЖЦС құру үшін және қабылдаудағы кода түрлендіргішінің көмегімен қабылдау станциясында кері түрлендіруді іске асыру үшін желілі тракт жабдығы қолданылады.

Регенераторлар импульстердің бірінші формасын қалпына келтіруге арналған: олардың амплитудасын, ұзақтығын, уақыттық орналасуын. Импульстердің бұл параметрлері өшулікке, әр түрлі бұрмалануларға және бөгеуілдердің әсеріне ұшырауы мүмкін. ЖЦС импульстерінің формасының өзгеру бастауы кабельдік желі және станциялық жабдықтың келістіру құрылғысының кіріс кедергісі және кабельдік жұптың толқындық кедергісі болуы мүмкін.

Регенерациялық телімді желілік төрт полюстік ретінде қарастыруға болады, оның амплитудалық – жиіліктік және фазалық – жиіліктік сипаттамалары кабельдің беру параметрлерімен және келістіру құрылғысының параметрлерімен анықталады. Кабельдің өшулігі жиілік ұлғайған сайын өседі, бұл өз кезегінде ЖЦС жоғарыдан энергетикалық спектрінің шектелуіне және бұрмалануына әкеледі. Бірақ әр регенерациялық телімнің өткізу жолағы жоғарыдан ғана емес төменнен де шектеледі. Жолақтың төмменнен шектелуі регенерациялық телім құрылымында трансформатор болуымен түсіндіріледі. Бұл трансформаторлар соңғы станцияның және регенераторлар аппаратураларының жерге қатысты теңдестірілмеген кіріс қысқыштарынан симметриялы кабельдік жұптарға өтуі үшін арналған. Бұл трансформаторлар ЖЦС энергетикалық спектрінің тұрақты құраушыларын өткізбейді және төменгі жиілікті құраушыларын әлсіретеді.

Соңғы пункттың желілі тракт жабдығының шығысындағы цифрлық ИКМ сигнал c(t) амплитудасы және ұзақтығы тұрақты бір полярлы импульстердің және пробелдердің (нольдердің) кездейсоқ кезектілігін ұсынады. Бұндай сигналдың энергетикалық спектрін, кез келген кодалық топта бірлердің және нольдердің пайда болуының априорлы ықтималдығы жағдайында және жеке символдардың бір бірінен тәуелсіздік жағдайында келесі формада ұсынуға болады:

 

, (12.1)

 

мұндағы Т- периодты кезектілік үшін импульстердің жүру периоды; - импульс ұзақтығы; - энергетикалық спектрдің үздіксіз бөлігінің формасын анықтайтын, бірлі импульстің спектральды тығыздығының модулі; - импульс амплитудасының орташа мәні және - оның дисперсиясы. Тік бұрышты импульстердің кезектілігінің энергетикалық спектрі 12.2 суретте көрсетілген.

 

Сурет 12.2 – Цифрлық ИКМ сигналдың энергетикалық спектрі

 

Бұл суретте спектрдің дискретті бөлігі тұрақты құраушыдан және тактылы жиіліктіңң тақ гармоникаларынан тұратыны көрсетілген. Бірінші гармоника тар жолақты фильтрмен бөлінуі мүмкін және тактылы синхрондау үшін қолданылуы мүмкін. Осы кезде нақты бапталмаған фильтрдің өткізу жолағына түсетін, спеткрдің үздіксіз бөлігі тактылы жиілікті бөлу арнасында бөгеуіл болады және синхрондаушы кернеудің фазалық дірілдеуін тудырады.

Бұндай сигналдың кемшіліктері:

1) энергетикалық спектрдің дискретті және үздіксіз бөліктерінің жоғары жиілікті құраушылырының қатысты түрде үлкен қуаты;

2) үздіксіз бөліктің төменгі жиілікті құраушыларының үлкен меншікті салмағы.

ЦЖТ жиілік жолағын төменнен және жоғарыдан шектеуден пайда болатын құбылыстар, өзінің физикалық мазмұны бойынша топтық АИМ тракттағы өтімді өшуліктермен бірдей болады. Айырмашылығы топтық АИМ трактта өтімді өшуліктер жүйенің әр түрлі арналары арасында болса, ал ЦЖТ бір кодалық топқа немесе әр түрлі арналарға жататын ЖЦС импульстері бір біріне әсер етеді. Бұндай өтімді әсерлерді символ аралық бұрмаланулар деп атайды. ЦЖТ жиілік жолағы жоғарыдан шектеуден пайда болатын, символ аралық бұрмалануларды 1-жақтың символ аралық бұрмаланулары дейді. Көрші тактылы интервалда орналасқан, символдар бір біріне қатты әсер етеді. Екі импульстің бір біріне әсері: бұл импульстердің амплитудалары әлдебір кездейсоқ өсімшеге ие болады; импульстердің пайда болу мезеттері кездейсоқ өзгереді (фазалық дірілдеу), бұл өз кезегінде тактылы жиілікті бөлу арнасында қосымша бөгеуілдердің пайда болуына әкеледі және тактылы синхрондау жүйесінің жұмысын нашарлатады. импульстердің пробелдерге әсері тоқсыз посылкаларды стробтау мезеттерінде шешуші құрылғының шығысында кернеу нольден өзгеше болады және регенератордың қатеге қарсы тұрақтылығы төмендейді.

ЦЖТ жиілік жолағын төменнен шектеуден пайда болған символ аралық бұрмалануларды 2- жақтық символ аралық бұрамаланулары дейді. Жиілік жолағын төменнен шектеу цифрлық сигналдың тұрақты және төменгі жиілікті құраушыларының басылуына әкеледі және өтімді процесстердің қалбыдқатырынң пайда болуын әкеледі. Алдыңғы импульстардың барлығының қалдықтарының суммарлы кернеуі әр келесі импульске әсер етеді, бұл оның амплитудасын кездейсоқ өзгертеді. Сигналдың лездік мағынасының жұмыс істеу табалдырығынан өсуі азаяды, бұл регенератордың қатеге қарсы тұрақтылығын төмендетеді.

Кабель жұбы бойынша төменгі жиілікті құраушыдардан тұратын, цифрлық сигналды беруден басқа ҚКМРП дистанциялық қоректендірудің тұрақты тоғын беру қажет, бұл цифрлық сигналдың тұрақты құраушысының және ҚКМРП ДҚ тоғының бөлінуіне әкеледі.

ИКМ сигналдар символ аралық бұрмалануларсыз және қателіктерсіз беру үшін қолдану мүмкін емес. Бұрмалануларды азайту үшін ИКМ сигналдың құрылымын нақты ЦЖТ ерекшеліктеріне және кабельдің түріне сәйкес өзгерту қажет. Бұл үшін соңғы пункттың желілі тракт жабдығы берудің және қабылдаудың кода түрлендіргішімен жабдықталады. Біріншісі кіріс ИКМ сигналды энергетикалық спектрі ЦЖТ беру параметрлеріне максималды келістірілген, сигналға түрлендіруге арналған, ең алдымен регенерациялық телімнің өшулігінің жиіліктік сипаттамасына сәйкес етіп түрлендіреді, яғни сигнал жиілік жолағына максималды орнығуы тиіс. Қабылдаудағы кода түрлендіргіші кері түрлендіруді іске асыруға арналған. Қабылдаудағы және берудегі кода түрлендіргіштері желілі кодалау операциясын, желілі цифрлық сигнал құру мақсатында іске асырады деуге болады.

ЖЦС беру сапасын анықтайтын, ЦЖТ негізгі параметрлері төменде келтірілген:

1) қате коэффициенті , ол қате регенерацияланған символдардың санының жалпы берілген символдардың санына қатынасына тең;

2) фазалық дірілдеу, ол регенерацияланған символдардың тактылық нүктелерден уақыттық орналасу ауытқуының тактылы интервал ұзақтығына қатынасымен анықталады.

 

Желілі кодалар

Желілі кода негізінде құрылған желілі цифрлық сигнал ЖЦС келесі талаптарға жауап беру керек:

1. ЖЦС энергетикалық спектрі тар жиілік жолағында шоғырлануы қажет, оның құрамында тұрақты құраушы болмау керек және жоғары жиілікті, төменгі жиілікті құраушылары әлсіреген болуы қажет. Бұл талаптардың орындалуы, жоғары және төменгі жиілік облыстарында желілі спеткрдің жиілік жолағын шектеуден пайда болатын, символ аралық бұрмалануларды азайтуға мүмкіндік береді. Бұл регенерациялық телім ұзындығының ұлғаюына немесе берілген регенерациялық телім ұзындығында – беру дәлдігінің өсуіне әкеледі;

2. ЖЦС құрылымы, кез келген желілі регенераторда және соңғы станцияда тактылы жиілікті оңай және сенімді бөліп алуға болатындай, болуы қажет;

3. Байланыс үзілісінсіз, желілі трактта қателіктер коэффициентінің қарапайым және тұрақты бақылауы қамтамасыз етілуі қажет;

4. ИКМ сигналмен салыстырғандағы берілетін сигналдың тактылы жиілігін қажет жағдайда азайту;

5. Қолданылатын желілі кодалар қателіктердің көбеюіне әкелмеуі қажет және аппараттық іске асуы қарапайым болуы қажет.

ЖЦС спектрінде тұрақты құраушының минимизациясы үшін кез келген уақыт интервалында осы уақытта пайда болатын, желілі коданың символдарының кезекті мағыналарының алгебралық суммасы минималды болуы керек, яғни:

 

(12.2)

 

мұндағы ()- i уақыт мезетіндегі i-шы символдың мағынасы. Аталған талаптың орындалуы үшін кодада бірдей ықтималдықпен қарама қайшы полярлықты импульстер пайда болу қажет.

Көптеген екілік ИКМ сигналдар үшін тактылы жиіліктің белгілерінің тұрақтылығын өсіру үшін ИКМ сигналдың статистикалық сипатын өзгерту арқылы, оны қосымша түрлендіру қажет. Егер бастапқы ИКМ сигналдың статистикалық сипаттарын кейбір белгілі жағдайларда өзгерсе, онда алфавитті емес кода құрылады.

Егер де бастапқы ИКМ сигналдың статистикалық сипатын тактылы интервалдардың тұрақты санымен топтарға бөлу арқылы өзгертсе және осы топтарды кейіннен белгілі бір алфавит бойынша кода символдарының топтарын басқа негізбен түрлендірсе (тактылы интервалдардың көлемі басқа болады), онда алфавитті кодалар құрылады.