Организация линейных трактов в системах связи с частотным разделением каналов

Существуют три основных метода организации двухсторонних трактов:

1. Система четырехпроводной однополосной связи (рисунок 3.8).

Рисунок. 3.8 – Система четырехпроводной однополосной связи

Для передачи в каждом из направлений используют самостоятельную двухпроводную цепь с необходимым числом односторонних промежуточных усилителей. В этом случае сигналы встречных направлений могут занимать в каждой из цепей один и тот же диапазон частот, и поэтому требуется меньшая полоса частот. Можно сказать, что в каждом случае сигналы противоположных направлений передаются (локализуются) в различных областях пространства, то есть здесь применяется пространственное разделение направлений передачи. Такая система двухсторонней связи называется четырехпроводной однополосной и применяется преимущественно в кабельных линиях и является самой распространенной.

Вход и выход канала должны быть симметричными; номинальное значение входного и выходного сопротивлений 600 Ом; нормированное (номинальное) значение абсолютного измерительного уровня на входе канала дБм, а на выходе дБм.

В этой системе использован метод частотного разделения каналов. В качестве переносчиков выбирают гармонические несущие колебания с различными частотами: . В результате каждый первичный сигнал после преобразования в канальный, то есть после модуляции и фильтрования в полосовом фильтре (ПФ), будет размещаться в своей полосе частот. Далее сигналы смешиваются в один групповой сигнал (с суммарным спектром ), который усиливается в усилителе (У) и передается в линию передачи (кабель). При приеме групповой сигнал усиливается. Далее происходит выделение из группового сигнала канальных с помощью ПФ, настроенных на соответствующие полосы частот. Первичные сигналы восстанавливаются демодуляторами из канальных. Аналогичные процессы происходят и по обратному каналу.

2. Система двухпроводной однополосной связи.

Передача встречных сигналов по различным физическим цепям не всегда возможна и экономически оправдана. Так, при использовании радиолиний такое пространственное разделение направлений передачи связано с серьезными техническими трудностями и требует больших капиталовложений. Поэтому во многих случаях в системе двухсторонней связи используют одну двухпроводную цепь.

Рисунок. 3.9 – Система двухпроводной однополосной связи

Примером такой цепи может служить система двухпроводной однополосной связи (рисунок 3.9). Передача сигналов в обоих направлениях осуществляется в одном и том же диапазоне частот. Задача двухстороннего усиления решается при этом с помощью так называемых дуплексных усилителей (ДУ) с развязывающими устройствами (РУ) типа уравновешенного моста. Обычно применяют РУ с дифференциальными трансформаторами. Поскольку практически невозможно добиться точного соответствия входных сопротивлений участка цепи и балансного контура, в дуплексных усилителях не удается получить хорошую развязку усилительных элементов встречных направлений передачи. Поэтому приходится ограничивать их усиление. Балансировку РУ выполнить тем труднее, чем шире полоса частот передаваемых сигналов. При включении в тракт нескольких дуплексных усилителей создается большое количество путей для токов обратной связи, в результате чего возможно возникновение самовозбуждения. Поэтому число включаемых в тракт дуплексных усилителей не превышает шести. Указанные недостатки двухпроводной однополосной системы ограничивают области ее применения; в аналоговых системах передачи она обычно используется для организации связи на небольших расстояниях и применяется в одноканальных системах.

3. Система двухпроводной двухполосной связи.

Во многих случаях в системе двухсторонней связи используют одну двухпроводную цепь, а передача сигналов в противоположных направлениях производится в неперекрывающихся диапазонах частот. В этой системе использован метод частотного разделения каналов. Передача группового сигнала в одну сторону происходит в области низких частот, а в другую в области высоких. Развязка этих сигналов при приеме и передаче, а также усилителей встречных направлений передачи обеспечивается фильтрами низкой и высокой частоты соответственно (ФНЧ и ФВЧ) (рисунок 3.10).

Рисунок. 3.10 – Система двухпроводной двухполосной связи

Такая система связи называется двухпроводной двухполосной. Она применяется на воздушных, иногда на кабельных (например, на подводных), а также на радиорелейных линиях связи.