Совместное научно-производственное предприятие «Промэкс» Особенности построения и рекомендации по применению иутк «Гранит-микро». Часть Организация информационных обменов между пу и кп. Редакция 1, 20 (стр. 8 из 17)

В связи с более широким частотным диапазоном кодоимпульсных рабочих по сравнению с частотно модулированными сигналами они сильнее подвергается воздействию импульсных помех и помех, аппроксимируемых «белым шумом». «Белый шум» имеет примерно равномерный частотный спектр, в том числе и в рабочем диапазоне частот, «занимаемом» рабочим импульсным сигналом.

Поэтому при больших расстояниях между ПОИ ИУТК или наличии помех в канале связи от кодоимпульсных сигналов необходимо переходить к передаче сообщений по выделенной паре проводов ТЛС частотно модулированными сигналами. В последнем случае сигнал «1» представляется одной, а сигнал «0» – другой частотой.

4.5. Форма сигналов при кодоимпульсной и частотной модуляции.

Форма сигналов приведена на рисунке «а» и «б», соответственно, для варианта, когда частота модуляции сигнала «1» ниже, чем сигнала «0».

При частотной модуляции сигналов, передаваемых по методу временного разделения сигналов, для представления сигнала «1», например, используется синусоидальный сигнал частотой

= 2880 Гц, а сигнала «0» - частотой = 3120 Гц. Требуемый частотный диапазон модулированных сигналов определяется допустимыми искажениями синусоидальных сигналов на стыках передаваемых сигналов «1» и «0». Чем выше скорость передачи сигналов по ТЛС, тем большее влияние на принимаемую информацию оказывают искажения сигналов на перепадах уровня передаваемых сигналов. Реальный диапазон частотно модулированных сигналов значительно уже, чем у кодоимпульсных, благодаря чему мешающее действие помех значительно слабее. Это позволяет уменьшить уровень принимаемых сигналов и обеспечить проведение информационных обменов ПОИ по физической паре ТЛС протяженностью до 20 км. Уровень передаваемых сигналов может быть не выше не выше +5,2 дБ (допустимый уровень сигналов при выделении пары проводов в любом телефонном кабеле).

4.6. Реализация передачи данных

При информационных обменах ПОИ по выделенной линии связи (в виде одной пары проводов) используется разделение по времени передачи сообщений от КП и ПУ, т.е. организация обменов соответствует алгоритму работы полудуплексного канала связи. Отметим, что схемная реализация линейных адаптеров, обеспечивающих работу по выделенной линии связи (КАМ, М4А, М2М), предусматривает возможность передачи данных от КП в ПУ и от ПУ в КП по разным парам проводов.

Подчеркнем, что использование для информационного обмена не одной, а двух пар проводов не переводит ИУТК «Гранит-микро» в режим дуплексной передачи информации, т.е. не увеличивает реальное быстродействие. Естественно, что использование двух пар проводов увеличивает живучесть ИУТК, так как выход из строя одной пары проводов не приводит к обязательному прекращению информационных обменов и по другой паре.

Рекомендуется при наличии двух пар проводов ТЛС использовать их более продуктивно - как основную и резервную линии связи с передачей информации по каждой паре проводов в прямом и обратном направлениях (от ПУ в КП и от КП в ПУ). Если информационные обмены в прямом и обратном направлении проводятся по одной паре проводов, необходимо объединить выход передатчика и вход приемника линейного адаптера.

Схема присоединения выводов линейных адаптеров, ориентированных на работу по выделенным линиям связи, приведена ниже

-ПД – передатчик линейного адаптера,

-ПР – приемник линейного адаптера.

Схема присоединения выходов передатчика и приемника модулей КАМ и М2М, предназначенных для проведения информационных обменов частотно модулированными сигналами, к физической линии связи (паре проводов) приведена ниже. В приведенной схеме раздельные выходы цепей передатчика и приемника соединяются параллельно и подключаются к двум проводам физической линии связи.

Названия и номера выводов на клеммники внешних связей указанных цепей приведены в руководствах по применению модулей КАМ, М4А, М2М.

5. Работа по уплотненной ТЛС.

По уплотненной линии связи, как правило, передаются частотно модулированные сигналы. Исключение составляют некоторые типы каналообразующей аппаратуры, в состав которой входят узлы первичной частотной модуляции подаваемых кодоимпульсных сигналов и узлы демодуляции принятых частотно модулированных сигналов.

Как указывалось выше, частотная модуляция сигналов может использоваться и для проведения информационных обменов по выделенной линии связи (паре проводов).

Уплотненные каналы связи образуются по ЛЭП, радиорелейным и кабельным линиям. Частотный диапазон каждого уплотненного канала соответствует телефонному каналу связи – 300…3400 Гц. Как правило, для передачи сообщений от ИУТК выделяется только верхняя, надтональная часть телефонного канала связи, причем в качестве нижнего значения «надтонального диапазона» в технических параметрах каналообразующей аппаратуры может быть указана частота от 2400 до 2800 Гц.

В качестве базового в ИУТК «Гранит-микро» принят диапазон частот 2880…3120 Гц, идентичный принятому в ИУТК «Гранит», или диапазон частот 3000…3300Гц.

Так как в более ранних моделях ИУТК «Гранит» использовался частотный диапазон 2760…2880 Гц, по условиям заказа модули адаптируются для работы в указанном диапазоне частот.

Если нет требования о совмещении частотного диапазона вновь поставляемого оборудования с принятым в ИУТК «Гранит», (по умолчанию) устанавливается частотный диапазон 3000…3300 Гц, т.к. перемещение частотного диапазона к верхней границе телефонного канала связи повышает помехоустойчивость приема информации.

Производитель ИУТК «Гранит-микро» анализирует предложения Заказчиков для определения возможности реализации других вариантов частотного диапазона.

В модемах ИУТК «Гранит-микро» реализуется цифровой алгоритм демодуляции принимаемых сигналов, благодаря чему исключается влияние на работу устройств так называемого «преобладания» сигналов – смещения относительно нуля уровня принимаемых сигналов. Известно, что эффект «преобладания» не остается постоянным во времени и при изменении климатических условий. Поэтому при аналоговой демодуляции необходима подстройка модемов для коррекции «преобладания». Цифровая демодуляция не требует проведения процедур для устранения «преобладания».

Поясним сказанное на приведенном ниже примере.

На фиг «а» приведены кодоимпульсные сигналы, а на фиг. «б» соответствующие им частотно модулированные сигналы. Если канал связи не вносит «преобладания», принимаемые сигналы положительной и отрицательной полярности (фиг. «в») практически симметричны относительно оси «0В».

На фиг. «г» и «д» приведены принимаемые сообщения, в которых «преобладают» сигналы отрицательной или положительной полярности. Видно, что проводить синхронизацию генератора тактовых импульсов приемника по фронтам и спадам принятых сигналов нельзя, так как период положительных и отрицательных сигналов существенно различается, причем он не остается постоянным во времени. Чтобы избежать влияния «преобладания», в ИУТК «Гранит-микро» выделяют целиком периоды принятых сигналов и по ним ведут синхронизацию.

При цифровой демодуляции решение об уровне («1» или «0») принимаемого сигнала делается по зафиксированной длительности нескольких смежных периодов частоты модуляции, причем устойчивость приема сигналов оказывается тем выше, чем больше периодов модулирующего сигнала используется для принятия решения. Например, при использовании частоты

= 2880 Гц при скорости передачи 200 Бод число периодов модулирующей частоты, соответствующее времени передачи одного бита, равно 14, а при скорости передачи 600 Бод – число периодов меньше 5. Ясно, что вероятность принятия правильного решения об уровне принятого сигнала в первом случае выше. Поэтому в модемах ИУТК «Гранит-микро» частота модуляции смещается к верхней границе частотного диапазона телефонного канала связи.

Из описанного алгоритма цифровой демодуляции, принятого в ИУТК «Гранит-микро», становится понятной неэффективность расширения используемого частотного диапазона в сторону минимально допустимых частот, т.е. предоставление всего диапазона телефонного канала связи не приводит к увеличению скорости передачи данных выше 600…1200 Бод.

Для присоединения ИУТК «Гранит-микро» к каналообразующей аппаратуре используются цепи «нуль модема» - принимаемые данные, передаваемые данные, общий провод. Предусмотрена также реализация четырехпроводного окончания – при отсутствии общего провода у цепей передачи и приема информации.

В модемах ИУТК «Гранит-микро» уровень передаваемого сигнала может регулироваться в пределах от минус 39 до плюс 5,2 дБ, что соответствует требованиям практически любого типа каналообразующей аппаратуры. В широких пределах регулируется и уровень принимаемого сигнала.

Методика оптимизации уровня передаваемого и принимаемого сигналов приведена в руководствах по применению модулей КАМ и М2М.