РАЗДЕЛ I. ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ЦИФРОВЫХ СПУТНИКОВЫХ СИСТЕМ СВЯЗИ

ГЛАВА 1. СПУТНИКОВЫЕ СИСТЕМЫ С МНОГОСТАНЦИОННЫМ ДОСТУПОМ

1.1. ЦИФРОВЫЕ И АНАЛОГОВЫЕ МЕТОДЫ ПЕРЕДАЧИ

Интенсивное развитие цифровых систем передачи (ЦСП) вызвано рядом их существенных преимуществ по сравнению с аналоговыми системами передачи (АСП). Представление информации в цифровой форме обеспечивает высокую помехоустойчивость при передаче по различным каналам, возможность более полного использования пропускной способности каналов, стабильность параметров передачи и гибкость при построении цифровых сетей связи. В целом это обеспечивает и более высокие технико-экономические показатели ЦСП.

Для различных участков протяженной линии связи наиболее существенными оказываются те или иные особенности ДСП. Например, для кабельных линий — это значительно меньшее накопление искажений при регенерации сигнала и отсутствие прямых переходных помех между телефонными каналами; для цифровых РРЛ (по сравнению с РРЛ с аналоговой ЧМ) помимо меньшего накопления искажений при регенерации сигнала на промежуточных станциях важными еще являются возможность более эффективного использования спектра частот при цифровой передаче и более высокая помехоустойчивость по отношению к помехам от других РРЛ. Коммутация цифровых сообщений не приводит к дополнительным искажениям, значительно надежнее, нежели АСП, позволяет реализовать весь комплекс связи на электронной основе.

Внедрение ЦСП в спутниковых системах обусловлено в первую очередь следующими причинами:

более высокой пропускной способностью ССС за счет реализации оптимальных методов многостанционного доступа с временным разделением каналов (МДВР) и применения оптимальных методов модуляции и кодирования, позволяющих приблизиться к предельному значению пропускной способности как при МДВР, так и при многостанционном доступе с частотным разделением (МДЧР);

возможностью более полного использования в ЦССС статистических характеристик передаваемых сообщений (цифровая интерполяция речи, экономные методы цифрового кодирования информации и др.), что позволяет существенно увеличить пропускную способность ЦССС по сравнению с аналоговыми системами того же назначения;

возможностью более эффективной передачи собственно дискретной информации (телеграфии, данных и т.д.);

обеспечением непосредственной передачи информации, которая приходит на ЗС по цифровой соединительной линии.

Таким образом, основные достоинства ЦСП в ССС связаны в основном с повышением пропускной способности. Другие преимущества проявляются и в наземных системах (кабельных, радиорелейных линиях и др.). В этой связи основное внимание в дальнейшем будет уделено тем элементам ЦССС, которые обеспечивают более высокую пропускную способность ЦССС.

У читателя не должно создаваться впечатления, что цифровые методы в ССС обладают только преимуществами по сравнению с аналоговыми методами. Переход к цифровой передаче, как правило, сопровождается усложнением структуры и увеличением объема оборудования и по совокупности показателей аналоговая ЧМ в ряде случаев остается конкурентоспособной с цифровыми методами. Например, достаточно высокая помехоустойчивость в сочетании с простотой оборудования обусловливают преимущественное применение ЧМ при передаче телевидения, а иногда и многоканальной телефонии. Поэтому разработчик ССС должен сопоставить преимущества ЦСП по сравнению с АСП применительно к ССС с теми усложнениями аппаратуры, которые неизбежно возникают при переходе к цифровым методам, чтобы в конкретных условиях выбрать оптимальный способ передачи информации.

Структурная схема оборудования цифровой ССС на передачу показана в общем виде на рис. 1.1. На земную станцию ССС могут поступать сигналы как от аналоговой соединительной линии (АСЛ), так и от цифровых соединительных линий (ЦСЛ). В оконечной аппаратуре уплотнения (АУ) происходит разделение передаваемых сигналов.

В зависимости от используемых методов многостанционного доступа и числа каналов на разных направлениях связи на выходе АУ выделяются как многоканальные группы (например, 60-канальная в спектре 12 ... 252 кГц, 12-канальная в спектре 12 ... 60 кГц), так и индивидуальные каналы ТЧ в спектре 0,3...3,4 кГц. По АСЛ могут быть также поданы сигналы высокоскоростной передачи данных. В этом случае на ЗС устанавливается модем передачи данных (МПД), который преобразует аналоговый сигнал передачи данных в дискретный. По АСЛ передают также сигналы программ телевидения, радиовещения и др.

На выходе ЦСЛ устанавливают оборудование линейного тракта (ОЛТ), преобразующее линейные сигналы ЦСЛ в цифровую форму, и оборудование временного группообразования (ОВГ), которое разделяет принимаемый цифровой сигнал, как правило, до первичных 30-канальных групп, передаваемых со скоростью 2,048 Мбит/с. Возможно также преобразование некоторых групп в 30 индивидуальных каналов с помощью аналого-цифрового оборудования (АЦО), входящего в состав аппаратуры типа ИКМ-30. В потоке 2,048 Мбит/с могут быть также переданы сигналы радиовещания, сигналы изображения газетных полос, данные и др. В перспективе можно ожидать передачи по ЦСЛ цифрового телевидения со скоростью 34 Мбит/с.

После разделения сигналов с выходов АСЛ и ЦСЛ они поступают на аппаратуру многостанционного доступа (АМСД). В АМСД все аналоговые сигналы сначала преобразуют в

Рис. 1.1. Структурная схема оборудования ЦССС

цифровую форму. После того как все сигналы, подлежащие передаче по цифровой ССС, представлены в дискретной форме, в зависимости от используемых методов МСД в АМСД осуществляются операции асинхронного ввода и объединения различных цифровых сигналов, кодирования, временного сжатия и модуляции несущей промежуточной частоты (системы с МДВР); ввода и кодирования групповых или индивидуальных цифровых сигналов и модуляции несущих различных частот ПЧ (системы с МДЧР). Модулированные сигналы в диапазоне ПЧ (70 МГц) преобразуются и усиливаются в передатчиках СВЧ различных стволов ССС и через антенно-волноводный тракт подводятся к антенне ЗС и излучаются на спутник. Ретранслированные спутником сигналы принимаются ЗС, и на приемной стороне осуществляются операции, обратные описанным выше.