ЧАСТОТНОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ КАНАЛОВ СВЯЗИ

АННОТАЦИЯ

В статье автор разъясняет принцип работы системы связи с применением частотного разделения(уплотнения) каналов связи, анализирует актуальность рассматриваемого способа уплотнения каналов.

Ключевые слова: система, линия связи, частотный.

Системы электросвязи начали активно развиваться в конце 19 – начале 20 века. Если рассмотреть способы организации сетей электросвязи, существующие в то время, можно обратить внимание на следующую проблему: Каждому абоненту присваивался собственный номер и собственная линия связи, из-за чего системы электросвязи в крупных городах выглядели очень громоздко и имели огромное количество проводов, в то время как абонентов телефонной связи становилось всё больше и больше. Возник вопрос: Каким образом, используя ограниченное число проводов, организовывать множество каналов передачи данных (например, телефонных разговоров)?

Исторически, первый способ уплотнения сигналов в линиях связи – это частотное разделение каналов.

Рассмотрим на примере трёхканальной системы связи с частотным разделением каналов (рисунок 1).

В системе имеются три источника сообщения(И1, И2, И3) и три получателя сообщения(П1, П2, П3). Задача системы заключается в том, чтобы передать некое сообщение от источника к соответствующему получателю.

Рисунок 1. Трёхканальная система связи с частотным разделением каналов

В системе присутствуют три амплитудных модулятора(М1-М3), для которых есть генератор несущих частот(f1, f2, f3). Модулированные сигналы через сумматор попадают в линию связи. На приёмном конце находятся три полосопропускающих фильтра, каждый из которых настроен на пропуск необходимой частоты. Далее, так как сигналы были модулированы, они попадают на демодуляторы(амплитудные детекторы), после чего уже демодулированный сигнал через какое-либо оконечное устройство попадает к получателю.

Каждый канал, существующий в системе, называется каналом тональной частоты и имеет диапазон частот от 0,3 до 3,4 кГц, это связано с особенностями человеческой речи. Модуляторы в данной системе нужны для того, чтобы низкочастотный сигнал, сгенерированный источником, перенести в область более высоких частот с целью возможности его существования в линии связи. Модулированные сигналы попадают в линию связи. Осциллограмма сигналов внутри линии связи будет представлять собой совокупность трёх модулированных сигналов с разной несущей частотой и будет трудноразличима. Но если рассмотреть частотный спектр данных сигналов, то можно увидеть, что сигналы расположены в четком порядке и не накладываются друг на друга(рисунок 2).

Рисунок 2. Частотный спектр сигналов в линии связи

Запас по частоте между спектрами соседних сигналов составит 900 Гц, а ширина самого спектра будет равна ширине полосы пропускания каналов ТЧ(3.1 кГц). Количество каналов, которые можно разместить таким образом в одной линии связи, зависит от того, сколько каналов ТЧ с запасами 900 Гц поместится в ширину полосы пропускания.

Полосовые фильтры на приёмном конце, настроенные на приём только своего спектра, будут подавлять все остальные частоты, после чего сигнал попадает на амплитудный детектор, где после процесса демодуляции становится снова низкочастотным и воспринимаемым для получателя сообщения.

Системы с частотным разделением каналов активно использовались до 80-х – 90-х годов ХХ века. Сейчас их вытеснили цифровые системы связи. Где используется временное разделение каналов. Но частотное разделение эволюционировало, и сейчас в системах волоконно-оптической связи используется спектральное разделение каналов, или иначе – волновое мультиплексирование, принцип которого во многом повторяет частотное разделение каналов.

Список литературы:

1. Гитлиц М.В., Лев А.Ю. Теоретические основы многоканальной связи. М.: Радио и связь, 1985. – 245 с.