Системы связи железной дороги

Содержание 
 
 

1. Характеристика  устройств связи.
2. Структура  дистанции связи.
3. Экономическая и производственная деятельность дистанции, вопрос по охране труда.
4. Монтаж  устройств связи.
5. Классификация мни АТС.
6. Методы организации технического обслуживания.

Типы связи

В зависимости  от того, какие субстраты и явления  использовались для кодирования  сообщений, можно выделять связь  при помощи:

• электронов — электросвязь (проводная и радиосвязь)
• излучения фотонов — современное оптоволокно, некоторые виды сигнальных вышек, сигналы фонариком на азбуке Морзе, атмосферная и космическая лазерная связь
• последовательностей символов из красителей на материале — письмо на бумаге, дым в атмосфере
• рельефа или изменения формы материала — клинопись, оптический диск

В зависимости  от среды передачи данных линии связи  разделяются на:

• спутниковые
• воздушные
• наземные
• подводные
• подземные

В зависимости  от того, что переносит сообщение, по физическим принципам, лежащим в основе линий связи, можно выделить следующие типы связи:

• Проводная и кабельная связь — передача ведётся вдоль направляющей среды.
• Связь по электрическому кабелю
• Волоконно-оптическая связь
• Радиосвязь — для передачи используются радиоволны в пространстве.
• ДВ-, СВ-, КВ- и УКВ-связь без применения ретрансляторов
• Спутниковая связь — связь с применением космического ретранслятора(ов)
• Радиорелейная связь — связь с применением наземного ретранслятора(ов)
• Сотовая связь — связь с использованием сети наземных базовых станций
• Курьерская связь
• Голубиная почта

В зависимости  от того, подвижны источники/получатели информации или нет, различают  стационарную (фиксированную) и подвижную связь (мобильную, связь с подвижными объектами — СПО).

По типу передаваемого сигнала различают аналоговую и цифровую связь.

[Сигнал 

В зависимости  от того, какая информация передаётся, различают аналоговую и цифровую связь. Аналоговая связь — это передача непрерывных сообщений (например, звука или речи). Цифровая связь — это передача информации в дискретной форме (цифровом виде). Однако, дискретные сообщения могут передаваться аналоговыми каналами и наоборот. В настоящее время цифровая связь вытесняет аналоговую (происходит цифровизация), поскольку аналоговые сигналы могут быть представлены дискретными и после передачи преобразованы обратно (условия, обеспечивающие возможность такого преобразования, задаются теоремой Котельникова) без существенных потерь.

Аналоговый сигнал — физическая величина, изменения которой в пространстве и во времени отображает передаваемое сообщение. Например, изменения напряжения (или тока, частоты, фазы и т. п.) отражают процесс речи. Сигнал имеет следующие измерения высота H (динамический диапазон), «ширина» F (ширина спектра), длина T (длительность сигнала во времени).

Объёмом сигнала является произведение V = FHT. В процессе передачи сигнала могут происходить изменения измерений как с сохранением объёма так и без. Это происходит вследствие следующих преобразований сигнала:

• Ограничение — изъятие из передачи одной или нескольких частей сигнала без сохранения информации, которая содержалась в изъятых частях. Например, ограничение речевого канала диапазоном 300^{[источник не указан 112 дней]}-3400 Гц.
• Трансформация — изменения одного или нескольких измерений за счёт изменения другого или других измерений с сохранением неизменного объёма (как у кубика пластилина). Например, уменьшить время передачи можно, увеличив ширину спектра сигнала или динамический диапазон, либо и то, и другое.
• Компандирование — включает два процесса, от которых пошло название: компрессия (сжатие) и экспандирование (расширение). На передающей стороне происходит сжатие сигнала в одном или нескольких измерениях, на приёмной — восстановление. Например, «выкусывание» пауз в речи на передающей стороне и восстановление на приёмной.

Следует иметь ввиду, что цифровой сигнал по своей физической природе является «аналоговым». Этот аналоговый сигнал (импульсный и дискретный) наделяется свойствами числа. В результате для его обработки становится возможным использование численных методов.

Линия связи

Цепь  связи — проводники/волокно используемые для передачи одного сигнала. В радиосвязи то же понятие имеет название ствол. Различают кабельную цепь — цепь в кабеле и воздушную цепь — подвешена на опорах.

Линия связи (ЛС) в узком смысле — физическая среда по которой передаются информационные сигналы, аппаратуры передачи данных и промежуточной аппаратуры. В широком смысле — совокупность физических цепей и (или) линейных трактов систем передачи, имеющих общие линейные сооружения, устройства их обслуживания и одну и ту же среду распространения (ГОСТ 22348). Тракт — совокупность оборудования и среды, формирующих специализированные каналы имеющие определённые стандартные показатели: полоса частот, скорость передачи и т. п.

Линия содержит одну и более цепь связи/ствол. Сигнал действующий в линии называется линейным (от слова линия).

Различают два основных типа ЛС:

• линии в атмосфере (радиолинии РЛ)
• направляющие линии передачи (линии связи).

Канал связи

Для обеспечения  эффективного использования цепей  связи на них с помощью каналообразующего  оборудования (КОО) организуются каналы связи. В некоторых случаях линия, цепь связи и канал связи совпадают (одна линия, одна цепь и один канал), в некоторых канал состоит из нескольких линий/цепей (как последовательно так и параллельно). Каналы могут вкладываться друг в друга (групповой канал). Сигнал «содержащий» несколько индивидуальных каналов называется групповым сигналом. Каналы можно разделить на непрерывные (аналоговые) и дискретные (цифровые).

Канал связи может быть:

• симплексный — то есть допускающей передачу данных только в одном направлении, пример — радиотрансляция, телевидение;
• полудуплексный — то есть допускающей передачу данных в обоих направлениях поочерёдно;
• дуплексным — то есть допускающей передачу данных в обоих направлениях одновременно, пример — телефон

Разделение (уплотнение) каналов

Создание  нескольких каналов на одной линии  связи обеспечивается с помощью  разнесения их по частоте, времени, кодам, адресу, длине волны.

• частотное разделение каналов (ЧРК, FDM) — разделение каналов по частоте, каждому каналу выделяется определённый диапазон частот
• временное разделение каналов (ВРК, TDM) — разделение каналов во времени, каждому каналу выделяется квант времени (таймслот)
• кодовое разделение каналов (КРК, CDMA) — разделение каналов по кодам, каждый канал имеет свой код наложение которого на групповой сигнал позволяет выделить информацию конкретного канала.
• спектральное разделение каналов (СРК, WDM) — разделение каналов по длине волны

Возможно  комбинировать методы, например ЧРК+ВРК  и т.п

См. также: мультиплексирование и модуляция.

Система связи

В общем  виде система связи (СС) состоит из оконечного оборудования (ОО, терминальное устройство, терминал, оконечное устройство) источника и получателя сообщения, и устройств преобразования сигнала (УПС) с обеих концов линии. ОО обеспечивает первичную обработку сообщения и сигнала, преобразование сообщений из вида в котором их предоставляет источник (речь, изображение и т. п.) в сигнал (на стороне источника, отправителя) и обратно (на стороне получателя), усиление и т. п. УПС может обеспечивает защиту сигнала от искажений, формирование канала(ов), согласование группового сигнала (сигнала нескольких каналов) с линией на стороне источника, из смеси полезного сигнала и помех восстановление группового сигнала, разделение его на индивидуальные каналы, обнаружение ошибок и коррекцию на стороне получателя. Линия связи может содержать усилители и регенераторы. Усилитель — просто усиливает сигнал вместе с помехами и передаёт дальше, используется в аналоговых системах передачи (АСП). Регенератор («переприёмник») — производит восстановление сигнала без помех и повторное формирование линейного сигнала, используется в цифровых системах передачи (ЦСП). Усилительные пункты/регенерационные пункты бывают обслуживаемые и необслуживаемые, ОУП, НУП и ОРП, НРП соответственно.

Для формирования группового сигнала и согласования с линией используется модуляция.

В ЦСП  ОО называется ООД (оконечное оборудование данных, DTE), УПС — АКД (аппаратура окончания канала данных, DCE). ООД может быть например компьютер, АКД — модем.

Сеть связи

Сеть  передачи данных

Сеть — это множество линий связи и промежуточного оборудования/промежуточных узлов, терминалов/оконечных узлов, предназначенных для передачи информации от отправителя до получателя с заданными параметрами качества обслуживания (то есть можем быстро, но часть информации будет потеряна (плохо), можем хорошо но медленно, можем быстро и хорошо, но это будет дороже, и т. п.). При наличии нескольких источников информации (отправителей) и нескольких получателей можно проложить между каждой парой отдельную линию связи. Однако, такой подход становится неэффективным уже при достаточно малом количестве источников и получателей. Вместо этого обычно организуется структура, в которой число линий связи гораздо меньше и на линиях организуются каналы (с помощью уплотнения), а обмен информацией между узлами обеспечивается с помощью технологий коммутации. Одними из характеристик сети являются надёжность и живучесть. Живучесть — способность выполнять сетью свои функции в условиях неблагоприятных внешних воздействий (структурные изменения и т. п.). Надёжность — то же, что и живучесть, но с сохранением качества обслуживания.

Стандартизация

Стандарты в мире связи исключительно важны, так как оборудование связи должно уметь взаимодействовать друг с  другом. Существует несколько международных организаций, публикующих стандарты связи. Среди них:

• Международный союз электросвязи (International Telecommunication Union, ITU — одно из агентств ООН)
• Институт инженеров электротехники и электроники (Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE)
• Специальная комиссия интернет разработок (Internet Engineering Task Force, IETF)