Tk Sistemi 3-3

TELEKOMUNIKACION I SISTEMI (3.3)

Školska 2007/2008. god.

Pregled kursa 

         

Uvod: istorija telekomunikacija, uvodni pojmovi o TK mrežama, model komunikacionog sistema, izobličenja u prenosu signala, šumovi Kablovski sistemi veza (žične linije veza) Analogni sistemi prenosa (treći deo) Digitalni sistemi prenosa (PDH, SDH) Telefonska mreža, IDN, ISDN, signalizacija no. 7 Frame Relay tehnologija ATM tehnologija i B-ISDN xDSL (HDSL, ADSL, VDSL) Lokalne računarske mreže (LAN) Internet i IP tehnologija Multiservisne IP mreže; VoiP, IP televizija 2

Analogni sistemi za difuziju radio i TV Broadcasting systems, analogni sistemi za prenos systems programa (1) muzike i slike









Korisnici treba da imaju što univerzalnije radio, odnosno TV prijemnike, kako bi mogli da primaju ove programe, bez obzira na opseg radio talasa u kojima se oni prenose i način modulacije na predaji. Analogni sistemi za difuziju radio i TV programa koriste frekvencijski multipleks. Zbog ograničenog raspoloživog radio-frekvencijskog (RF) opsega dodela i korišćenje frekvencija su strogo kontrolisani. Na primer, da bi se u radio prenosu iste frekvencije koristile više puta, domet radio stanice je ograničen preko ograničenja u snazi predajnog signala i usmerenosti antena. 3

Analogni sistemi za difuziju radio i TV Zbog ograničenih frekvencijskih programa (2) opsega, prijemnici treba









da imaju veliku selektivnost. Sa druge strane, univerzalnost podesivih prijemnika zahteva da selektivnost garantuje izdvajanje željenog programa, iz više programa koji su međusobno bliski po frekvencijama. Heterodinski prijemnik vrši translaciju frekvencija koristeći AM sa potiskivanjem nosioca (DSBSC – Double Side Band Suppressed Carrier) Nosilac se generiše u lokalnom oscilatoru prijemnika sa frekvencijom floc. koja se podešava na takav način da se razlikuje od predajne frekvencije fE za konstantnu međufrekvenciju fIF (IF – Intermediate Frequency) 4



Superheterodinski prijem (1) Poželjno je izabrati lokalnu frekvenciju tako da bude veća od frekvencije željenog predajnika i tada govorimo o superheterodinskom prijemu f loc. = f E + f IF uz uslov f IF =const.





Tako se problem selektivnosti rešava uskopojasnim filtrom (koji je inkorporiran u pojačavač) sa propusnim opsegom oko međufrekvencije fIF Drugi predajnik sa frekvencijom fE’ takvom da je: f E '= f loc. + f IF = f E + 2f IF

generisao bi (usled nižeg bočnog opsega DSBSC modulacije) signal koji bi takođe prolazio kroz filtar centriran oko fIF i tako nedopustivo ometao prijem signala na fE. Frekvencija fE’ se naziva i imaž frekvencijom 5







Superheterodinski prijem (2) Da bi se takva smetnja izbegla neophodno je uveasti

frekvencijsku selektivnost u VF pojačavač, u formi kola podešenog na fE, a koje blokira fE’ Podešavanje se vrši istovremeno i paralelno sa varijacijom frekvencije lokalnog oscilatora. Izbor međufrekvencije fIF nije predmet striktnih standarda. Ona je tipično locirana u sledećim opsezima zavisno od tipa modulacije i signala:   

AM radio: fIF = 440 – 490kHz FM radio: fIF =10,7 MHz Televizija (VSB): fIF = 32 – 40 MHz

6

Superheterodinski prijem (3) f =f – f = const. IF

loc.

E

3 Automatska regulacija pojačanja Podesivi VF pojačavač

fE (var.) 1

AM (DSB) modulator

~ ~

M

fE (var.)

2

floc (var.)

NF pojačavač

4

~ ~ fIF − ½ B2 ÷ fIF + ½ B2

D

~ ~

Osnovni opseg

Demodulator f1MAX (AM ili FM)

G

~

Lokalni oscilator VF

Međufrekvencija

NF

Blok šema prijemnika 7

Superheterodinski prijem (4) 1

f fE

fE'

2

f floc. 3

f fIF = floc. – fE = fE’ – floc.

floc. + fE

MF filtar

f

4

f fIF 8

Karakteristike analognih sistema za radio difuziju (1)  Ako se radio program prenosi na dugim, srednjim i kratkim talasima koristi se amplitudska modulacija (AM radio) 

Signal je u opsegu B1= 30Hz – 4,5 kHz



Frekvencije nosioca se međusobno pomerene za ∆fp = 9 kHz.

9

Karakteristike analognih sistema za radio difuziju (2) 

Na ultrakratkim talasima raspoloživi opseg frekvencija je veći, pa se koristi frekvencijska modulacija (FM radio). 

Signal je u opsegu B1= 30Hz – 15kHz



Najveća devijacija frekvencije nosioca ∆fmax =75 kHz.



Indeks modulacije je δ=∆fmax/ B1 =75kHz/15kHz=5.



Potrebna širina kanala za prenos je B2 =180 kHz.



Frekvencije nosioca iz dva susedna kanala se razlikuju za ∆fp = 300 kHz. 10

Karakteristike analognih sistema za radio difuziju (3) FM stereo (stereofonska) radio difuzija 





Prenos dva signala – levog kanala L i desnog kanala R istog kvaliteta Princip je da se ne prenose originalni kanali, već njihov zbir i njihova razlika (kako bi se omogućilo da mono prijemnik može da prima program)

0

15 19 23

38

53

f [kHz]

L – R, translirano pomoću DSBSC

L+R pilot

11

Karakteristike analognih sistema za radio difuziju (4) Princip FM stereo prijemnika 

~ ~ ~ 23 ÷ 53 kHz

4

fIF

FM Demodulator

~ ~ ~ 19 kHz ~ ~

~ ~

DSB

L–R

15 kHz

+ +

L Levi kanal

f 2f

38 kHz –

L+R

+ L+R

15 kHz MONO

R Desni kanal

STEREO

12

Karakteristike analognih TV sistema (1) 



 

U analognom prenosu crno-belog TV signala, koga zajedno čine video i tonski signal, za prenos video signala koristi se amplitudska modulacija sa jednim bočnim opsegom, nesimetričnim delom drugog bočnog opsega i potisnutim nosiocem (VSB). Video signal posle modulacije zauzima opseg učestanosti širine približno 6MHz . Zajedno sa video signalom se prenosi i tonski signal. Ton se prethodno frekvencijski moduliše (nosilac tona je 5.5 MHz iznad nosioca slike), a spektar tako dobijenog tonskog signala se pridodaje spektru signala slike. 13

Karakteristike analognih TV sistema (2) 



Frekvencija nosioca za modulaciju tona je tako izabrana, da se spektar modulisanog tonskog signala širine 100 kHz (devijacija frekvencije 50kHz) neposredno nastavlja na spektar video signala i dalje se ova dva signala zajedno prenose u vidu kompozitnog TV signala. Rastojanje između frekvencija nosioca, kod analognih sistema za difuziju televizijske slike, kod nas je  

7MHz u VHF području 8MHz u UHF području. 14

Karakteristike analognih TV sistema (3) Glavni nosilac Nosilac tona

–1,25

0

1,25

5 5,5

Slika (VSB)

f – fp (MHz)

Ton (FM)

B=7 MHz

Spektar crno-belog TV signala (prenos) 15

Karakteristike analognih TV sistema (4) AM demodulator Međufrekvencija

D

Sinhronizacija (slike i linije )

~ ~

Slika

5 MHz FM demodulator

~ ~ ~ 5,5 MHz

D

~ ~

Ton

15 kHz

Princip TV prijemnika 16

Karakteristike analognih TV sistema (5)  



TV u boji – analogni sistemi NTSC, PAL i SECAM Luminencija ili osvetljenost je težinska suma tri osnovne boje – crvene, zelene i plave (RGB – Red, Green, Blue) u datoj tački na ekranu. Jača luminencija označava jaču osvetljenost spota na ekranu. Hrominentnost opisuje frekvenciju svetla u datoj tački na ekranu, odnosno boju u posmatranoj tački. Takođe definiše intenzitet senke.

17

Karakteristike analognih TV sistema (6) 

NTSC (National Television Systems Committee) 

 



 

Američki standard, koristi se u SAD, Kanadi, Meksiku, Japanu, Južnoj Koreji, Filipinima itd. Luminentni parametar Y Dva hrominentna parametra I i Q modulišu amplitudski i fazno pomoćni nosilac, koji je smešten u gornjem delu sekundarnog opsega na frekvenciji koja je umetnuta između spektralnih linija koje odgovaraju multiplima skenirane frekvencije Kombinacija Y, I i Q signala koristi se u prijemniku za određivanje crvenih, zelenih i plavih signala. NTSC prenosi materijal na 30 Hz i 60 Hz Aspekt (aspect ratio) je 4:3; rezolucija je fiksna i ograničena raspoloživim propusnim opsegom. 18

Karakteristike analognih TV sistema (7) 

PAL (Phase Alternation Line)  

 



 

Sličan NTSC, razvijen u Nemačkoj U upotrebi u delu Južne Amerike, većem delu Evrope (i u Srbiji) i Afrike, Kini Cilj – eliminacija osetljivosti na fazna izobličenja Faza jednog od hrominentnih signala se invertuje na svakoj drugoj liniji Za evropski sistem od 625 linija/s pomoćni hrominentni nosilac je fiksiran za 4,43 MHz iznad glavnog nosioca PAL prenosi materijal na 25 Hz i 50 Hz Aspekt je 4:3; rezolucija je fiksna i ograničena raspoloživim propusnim opsegom. 19

Karakteristike analognih TV sistema (8) 

SECAM (Séquentiel couleur à mémoire, francuski naziv za "Sequential Color with Phase Alternation Line ") 









Razvijen u Francuskoj, u upotrebi je i u Rusiji i Istočnoj Evropi, delu Afrike Dva hrominentna signala šalju se sekvencijalno, alternativno po svakoj liniji. Na prijemu se jedan od signala memoriše i zakasni za jednu liniju, kako bi se kombinovao sa drugim signalom. Koristi frekvencijsku modulaciju (FM) za hrominentne informacije, sa dva pomoćna nosioca (4,4 MHz i 4,25 MHz) FM modulacija omogućava vrlo dobar kvalitet boja sve dok je odnos signal/šum zadovoljavajući. Ako to nije slučaj, NTSC i PAL su boljih performansi. Isto kao PAL, prenosi materijal na 25 Hz i 50 Hz; aspekt je 4:3; rezolucija je fiksna i ograničena propusnim opsegom. 20

Karakteristike analognih TV sistema (9)





RTS: demonstracija SECAM – 1965. godine; demonstracija PAL – 1967. godine; od 1970. godine u upotrebi je PAL sistem Odlukom ITU-T digitalizacija TV je obavezna do 2015. godine 21

Prvi kolokvijum 

Oblasti: 

 

Model komunikacionog sistema. Karakteristike izvora informacija i uticaj na sistem prenosa Izobličenja u prenosu signala; šumovi Kablovski sistemi veza – žične linije veza 



Simetrične parice i koaksijalni kablovi, primarni i sekundarni parametri voda, skin efekat kod koaksijalnog voda, preslušavanje

Analogni sistemi prenosa:     

Električni filtri (podela, funkcija prenosa, frekventna k-ka) Račvalica, eho Pojačavači NF i VF prenos; princip formiranja FDM Analogni sistemi za difuziju radio i TV signala 22