Глава 6. Телекоммуникационные технологии цифровых сетей

Список сокращений
ВОЛС	волоконно-оптическая линия связи
ВРК	временное разделение каналов
ИКМ	импульсно–кодовая модуляция
МЭС-Т(ITU-T)	международный союз электросвязи, сектор стандартизации
СТМ (STM)	синхронный транспортный модуль
СЦИ	синхронная цифровая иерархия
ПЦИ	плезиохронная цифровая иерархия
ЦСП	цифровые системы передачи
AAL	уровень адаптации АТМ
АТМ	асинхронный метод передачи
B-ISDN	широкополосная цифровая сеть интегрального обслуживания
	(Ш-ЦСИС/ЦСИО)
SONET	иерархия синхронной оптической сети разработанной в США
РОН	маршрутный заголовок/транспортный заголовок (СЦИ)

6.1. Технологии синхронных режимов переноса

Понятие «транспортные» сети ввели в соответствии с рекомендациями МСЭ-Т.

В упрощенном виде эту сеть можно представить в виде множества входов (пунктов передачи) и выходов (пунктов приёма) (рис. 6.1).

Основной принцип транспортной сети – это «закон бит точности», который следует понимать так: вид, количество и последовательность цифровых сигналов на выходе должны точно соответствовать их виду, количеству и последовательности на входе.

Для осуществления принципа режима переноса применяются различные технологии разделения каналов (мультиплексирование) от английского слова Multiplex – «многократный».

Под мультиплексированием (связисты используют термин «уплотнение») понимают объединение нескольких меньших по ёмкости входных каналов связи в один канал большой емкости для транспортировки по одному тракту без взаимного влияния. В настоящее время широко используется 2 вида мультиплексирования:

- мультиплексирование с частотным разделением каналов (частотное мультиплексирование/уплотнение);

- мультиплексирование с временным разделением каналов (временное мультиплексирование/уплотнение)

Частотное мультиплексирование. При частотном мультиплексировании (рис. 6.2) полоса частот выходного канала делится на n полос (подканалов), соответствующих по ширине основной полосы телефонного канала 4 кГц.

Каждый канал имеет фактическую полосу пропускания 3,1 кГц и защитную полосу 900 Гц.

Временное мультиплексирование. При временном мультиплексировании (рис. 6.3) (на передающей стороне) последовательно подключается каждый входной канал на определённый временной интервал (его также называют «тайм – слотом», или «цикл»), необходимый для посылки выборки сигнала в данном канале. Сформированный таким образом поток выборок от разных каналов транспортируется на приёмную сторону.

Схема временного мультиплексирования с ВРК наиболее удобна при использовании ИКМ.

При импульсно-кодовой модуляции сигнал проходит несколько этапов преобразования:

- дискретизация – аналоговый сигнал спектра 0,3…3,4 кГц сначала дискретизируется в соответствии с теоремой В.А. Котельникова: Любой непрерывный сигнал, ограниченный по спектру верхней частотой F_В, полностью определяется последовательностью своих дискретных отсчётов, взятых через промежуток времени Т_Д Ј 1/2 F_В. Тогда, при цифровой передаче сигнала речи по телефонным каналам связи ограничивается полоса частот от 300 до 3400 Гц, общепринятой является частота дискретизации F_Д = 8 кГц;

- квантование амплитуд дискретных отсчётов сигнала по уровню. Этот процесс аналогичен процедуре округлению числа. При квантовании число разрешенных амплитудных значений сигнала ограничивается конечным, заранее установленным, количеством уровней квантования. Количество уровней квантования определяется качеством передаваемых сигналов и принимается равным 2⁸=256 «разрешенных» уровней. При передаче в качестве амплитуд дискретного отсчёта выбирается ближайший к её значению уровень квантования. Разница между истинным значением амплитуды дискретного сигнала и его квантованным – ошибка квантования = UАИМ – U КВ;

- кодирование – представление квантованных значений амплитуд дискретных отсчётов в цифровой форме, при этом производится «нумерация» уровней квантования, и эти номера уровней квантования передаются в двоичном коде. Кодовая комбинация, полученная в результате кодирования номера уровня квантования имеет 8 позиций (один байт). Следовательно, для цифровой передачи стандартного телефонного сигнала методом ИКМ необходимая скорость составит 8 бит • 8 кГц = 64 Кбит/с – скорость основного цифрового канала. На рис. 6.4 представлен процесс аналого-цифрового преобразования.