Prenosové systémy

 

Prenosová technika :

·             Odbor oznamovacej techniky, ktorý sa zaoberá prenosom telekomunikačných signálov na diaľku

 

Akosť prenosu posudzujeme :

  1. porovnávaním tvaru signálu na začiatku a konci info reťazca
  2. veľkosťou odstupu signál / šum
  3. zrozumiteľnosť informácie

 

Podľa charakteru prenášanej informácie :

  1. spojité (spojité veličiny) – FDM
  2. nespojité (diskrétne) – konečný počet symbolov
    1. diskrétne v čase (v určitom časovom okamihu)
    2. spojité v čase (symbol v ľubovoľnom časovom okamihu)

 

Prenosový kanál – podľa pravdepodobnosti príjmu vyslanej správy

  1. bezhlukový
  2. bezstratový
  3. šumový

Vývoj prenosových systémov

 

·             Štyri etapy podľa technických prostriedkov, vzájomné prekrývanie

 

  1. etapa

§  Diaľková telegrafia

§  1837 – Morseov telegraf

§  1866 – prvý transatlantický telegraf

§  1870 – diaľkové vedenie Londýn – Hamburg – Berlín – Varšava - Bombaj (10000 km)

§  1901 – rádiotelegrafia

 

  1. etapa

§  NF telefónia (1880 – 1945)

§  V počiatkoch, v mestách len nadzemné vedenia

§  1880 – prvý kábel New York

§  1910 – diaľkový kábel NY – Washington 337 km, zvyšovanie donosnosti – pupinácia

§  1913 – diaľkový kábel Berlín – Kolín, elektromechanický OZ, zdokonalená elektrónka

§  1923 – budovanie diaľkových káblov v Európe

o    2drôtové vedenie – obojsmerný prenos

o    4drôtové vedenie – samostatný každý smer

 

  1. etapa

§  viacnásobná nosná telefónia (1918 → )

§  1913 – objavená β u triódového oscilátora

§  1915 – elektrónkový OZ

4 nosné spoje na nadzemnom vedení

§  FDM – využíva AM

§  1932 – nosná telefónia na pupinovanom 4drôtovom vedení

§  1933 – prvý vf kábel – 34 krížových štvoriek

§  1936 – prvý koaxiálny kábel NY – Philadelfia 153 km, 240 kanálov v pásme 1 MHz

 

  1. etapa

§  digitálne, viacnásobné prenosové systémy (1962 → )

§  1938 – REEVES – využitie PCM

Prvý systém v laboratóriu Bell (USA) 24 kanálov

§  Ďalej systémy s delta moduláciou

 

2. etapa

·             Mikrofón → slúchadlo, donosnosť obmedzená

Zvýšenie donosnosti :

a)    Znížením odporu

b)    Znížením prevádzkovej kapacity

c)    Zvýšením indukčnosti

 

Zvyšovanie donosnosti :

1)    Pasívne prvky

-          indukčné cievky (1900 Pupin)

-          cievka + kábel s kapacitou kaskáda oscilačného obvodu = DP

2)    Aktívne prvky

-          OZ musí umožniť obojsmernú prevádzku

Druhy OZ :

-          jednostupňové – zisk max. 13 dB

-          dvojstupňové – β, 43 dB

 

Charakteristika nf diaľkovej prenosovej techniky :

·         malý počet medzimestských vedení

·         manuálny mzm styk s čakacími dobami

·         rôzna šírka prenosového pásma

·         pupinácia, OZ univerzálne

·         signalizácia vyzváňačmi 20 / 20, 500 / 20 Hz

·         oddelenie prenosových zariadení od zariadení mzm ústrední

·         tranzitná technika umiestnená v zosilňovači

·         2drôtové vedenia max. 750 km

 

Operačné zosilňovače

·         Jednostupňové – štandard, siemens, zisk 13 dB

·         Dvojstupňové – pre 4drôt, zisk 43 dB

Využitie :

-          β ak vstup ≠ výstupu – impedančné prispôsobenie zosilňovacieho úseku, nastáva +β, OZ osciluje

 

 

 

 

 

 

 

3. etapa – telefónia nosnými prúdmi

  • Viacnásobná nosná telefónia

Systémy FDM

  • Analógový signál
  • Za pomoci modulácie sa hovorové pásmo presunie do vyššieho frekvenčného pásma (polohy), na vzdialenom konci je toto pásmo demodulované, čím sa získa pôvodné hovorové pásmo

Využitie :

  • Symetrické káble 120 hovorov, nadzemné vedenia 12 hovorov
  • Nesymetrické (koaxiálne) – 10800 hovorov

Modulácie :

  • Amplitúdová AM →  - sínusová nosná vlna
  • Frekvenčná FM →
  • Fázová FaM →

 

Základné spôsoby prenosu :

  1. F + f, F – f, F
  2. F + f, F
  3. F + f, F – f
  4. F + f (F – f čiastočne potlačené)
  5. F + f

 

Prenos je uskutočňovaný :

    1. Dvojkanálové systémy

    1. Jednokanálové systémy

Nedostatky FDM :

  • Presluchy medzi kanálmi
  • Rušenie vonkajšími zdrojmi
  • Náročnosť oddelovacích filtrov
  • Nevyhovujú požiadavkám novej siete

 

Systémy TDM

 

  • Miesto sínusovej nosnej vlny sú využité krátke impulzy – impulzová modulácia
  • Shannon – Kotelnikov teorén
  • Impulzová modulácia : PFM, PFnM, PŠM, PCM

 

Výhody TDM :

  • Neskreslený prenos na veľké vzdialenosti
  • Signály rôzneho pôvodu (reč, dáta) majú rovnaký tvar prenosu
  • Ľahká komutácia číslicového signálu v elektronických ústredňach
  • Potrebná väčšia šírka prenosového pásma

 

Číslicové systémy tvoria dve základné kategórie :

a)    Založené na kódovaní okamžitých hodnôt signálu alebo zmien tohto signálu

Princíp :

o    signál alebo jeho zmeny sú vzorkované a veľkosť každej vzorky je na výstupnej strane zakódovaná do zodpovedajúceho dvojkového číslicového kódu

o    Sled dvojkového čísla je potom  vhodným spôsobom prenesený na strane prijímača, kde je po dekódovaní zo vzoriek obnovený pôvodný priebeh hovorového signálu

 

b)    Systémy založené na analýze a syntéze reči

Princíp :

o    Nie je to priame kódovanie hovorového signálu na výstupnej strane. Využíva teoretický model zdroja, v ktorom vzniká reč

o    Nízka prenosová rýchlosť 12 kbit / s pri zachovaní veľmi dobrej zrozumiteľnosti. Nie je možné prenášať zafarbenie a intonáciu hlasu

 

·            1930 – Sannon – Kotelnikov – pre prenos spojitého signálu stačí určitý počet vzoriek v periodicky sa opakujúcich intervaloch – fvz = 2 fmax

Prenos FDM :

a)    Symetrické štvorky KNK 6

b)    Koaxiálne káble (10800 kanálov – 60 MHz)

c)    Rádioreléové spoje

 

Tvorba prenosového systému FDM :

·            Viacnásobné využitie prenosového média

·            Potrebná stupňovitá modulácia (3, 4 stupne)

 

Štruktúra systému CCITT (G 211) :

a)    Kanálová modulácia

-          presun akustického pásma

-          tvorba primárnej skupiny

b)    Primárna modulácia, sekundárna, terciárna

c)    Pilotná kontrola kmitočtu

 

Primárna skupina

·         Šírka pásma 48 KHz

·         Odstup 4 KHz

·         12 kanálov

·         Riadiaci 84,08 KHz

Sekundárna skupina :

·         Šírka 240 KHz

·         60 kanálov

·         Riadiaci 411,86 KHz

Terciárna skupina :

·         Šírka 1232 KHz

·         300 kanálov

·         Riadiaci 1552 KHz

 

Tvorba 12 kanálovej skupiny :

a)    Priamou moduláciou

b)    Predmoduláciou 8 KHz – jednotná predmodulácia

c)    Trojkanálová predmodulácia 12 – 16 – 20 KHz

 

FDM – systémy pre nadzemné vedenia do 160 KHz, max. 15 kanálov

  • Nadzemné vedenia – malé tlmenie, prenos v širokom frekvenčnom pásme

 

Systémy :

  • NT1, NT2, NT3
      • 1 – 3 vf kanály ( 0,3 – 2,7 KHz)
      • Prenáša horné postranné pásmo a čiastočne nosné 6,8 KHz
      • Vyzváňanie 50 Hz zo sieťového transformátora
  • Tfb, Tfc, Tfd
      • Jednokanálové systémy (0,4 – 2 KHz)
      • A → B dolné, B → A horné postranné pásmo
  • V 3 trojkanálový
      • A → B dolné, B → A horné, nosné 6, 9, 12 KHz
      • Skupinová modulácia fn = 33 KHz
  • ME 8, MEK 8
      • 8 kanálov do 60 KHz, odstup 3 KHz
      • A - B nosné 6, 9, 12 ... 27 KHz
      • B - A nosné 36, 39, 42 ... 57 KHz
      • nf pásmo cez vidlicu k modulátoru
  • MG 15
      • 15 kanálov, odstup 3 KHz, pásmo 48 – 156 KHz
      • Predmodulácia 6 KHz

FDM – systémy pre symetrické káblové vedenia (G 327)

·         Systémy plne tranzistorové, do 120 kanálov, do 552 KHz

Časti : modulátor, demodulátor, filtre, generátory nosných, pilotných

·         Z 12 / V – 24

o   RFT – NDR

o   Dvojstupňová modulácia, zosilnený úsek tlmenia 63 dB

o   ZS - 37 km

·         BK 12

o   MĽR – 12 kanálov

o   G 328, tlmenia 26 dB, ZS 18 km, signalizačný 3825 HZ, pilotné 60, 54 KHz