|
| |
|
Слаботочка Книги передачи с ЧРК, использующих передачу сигнала с ОБП, возникает необходимость синхронизации несущей. Однако в отличие от цифровых в аналоговых системах необходимость в синхронизации является скорее требованием, относящимся к функциям системы передачи с используемым видом модулции; оно не является принципиальным требованием, связанным с форматом самого сигнала. 2.2.4. Топологические ограничения группообразования Наиболее очевидной областью использования группообразования являются радиовещание и телевидение. В таких системах осуществляется совместное использование передающей среды путем частотного разделения каналов вещания. Применение этих систем не связано с какими-либо функциональными ограничениями, обусловленными географическим местоположением передатчиков и приемников. Поскольку каждый передатчик работает в отведенной ему полосе частот, а каждый приемник обладает достаточно высокой избирательностью, чтобы принимать сигналы только данного канала, то считается, что переходные помехи отсутствуют. С другой стороны, при временном разделении размещение передающих и приемных устройств оказывает влияние на функции передачи. Поскольку время поступления информации в данном временном интервале зависит от длины линии передачи, то в распределенных системах с ВРК необходимо вводить защитные временные интервалы между временными интервалами каналов. Для обеспечения адекватного разделения каналов в системах с ЧРК также необходимо вводить защитные разделительные полосы частот между каналами. Однако щирина защитной полосы не зависит от географического местоположения передатчиков. В то же время в системе с ВРК длительность защитных временных интервалов зависит от расстояния между передатчиками: ее следует увеличивать при увеличении расстояния между географическими точками размещения передатчиков. Кроме того, каждый источник инфор-ма1щи в системе с временным разделением должен иметь логические схемы как для выделения сигналов синхронизации, так и для распознавания временных интервалов каналов. По этой причине системы с ВРК используются главным образом там, где все источники информации располагаются в одной зоне и один мультиплексор задает и распределяет временные интервалы. Системы спутниковой связи с многостанционным доступом, организованным на базе временного разделения, представляют собой примеры одного из развивающихся направлений использования систем с ВРК в случае распределенных источников информации. В этих системах применяются весьма сложные методы синхронизации, благодаря которым посылки, передаваемые каждой земной станцией, поступают на спутник в точно заданные моменты времени. Благодаря этому величина защитных временных интервалов между временными каналами может быть сделана небольшой. Заметим, что в случае спутниковой связи, имеется, по существу, Каналы с частотным разделением  Рис 2.4. Частотное разделение каналов на распределенной многопунктовой линии передачи только один пункт назначения - спутник. Если же системы с ВРК применяются на сетях с многими распределенными источниками и пунктами назначения, причем передача ведется по нескольким направлениям, то неизбежно возникает необходимость в расширении допустимых временных интервалов. На рис. 2.4 показан пример организации связи между несколькими пунктами с использованием частотного, вместо временного, разделения каналов на многопунктовой линии передачи. Временное разделение каналов применяют в кольцевых линиях , составленных из последовательно соединенных односторонних линий передачи; такие кольцевые системы используются для взаимных соединений территориально разнесенных узлов с ВРК без защитных временных интервалов. Вопросы построения кольцевых систем с ВРК рассмотрены в гл. 4. 2.2.5. Несовместимость с существующими аналоговыми устройствами Цифровое оборудование, которое используется на частных телефонных сетях или на сети общего пользования, обязательно обеспечивает стандартный аналоговый стык с остальной частью сети. Иногда на долю этих стыков приходятся основные затраты на цифровую подсистему. Прежде всего, такая ситуация возникает на цифровых оконечных станциях. Стандартное устройство сопряжения абонентского шлейфа, описанное в гл. 1, в частности, несовместимо с электронной коммутационной схемой (ни с цифровой, ни с аналоговой). Влияние, которое оказывает это сопряжение на цифровые системы коммутации местных сетей, рассматривается в гл. 5. в отечественной литературе многопунктовую линию передачи также называют групповой.- Прим. перев. Кольцевые линии являются разновидностью групповых линий передачи. Они могут содержать дуплексные или полудуплексные каналы, в которые включаются последовательно источники информации; кроме того, они могут быть организованы на базе симплексных каналов, образующих петлю с передачей информации всегда только в одном направлении.- Прим. перев. Как уже было ранее показано, до тех пор, пока все сети не станут полностью цифровыми, добиться максимальных преимуществ цифровых телефонных систем в отношении качества передачи речи и предоставления неречевых видов обслуживания практически не удастся. Поэтому особенно желательно, чтобы аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразования сигналов выполнялись в самих оконечных устройствах. Преобразование, выполняемое в оконечном устройстве, позволит получить ряд преимуществ, включая: группообразование для многоканальных абонентских систем передачи; исключение необходимости обычного абонентского стыка; обеспечение цифровых соединений от одного оконечного устройства до другого с высоким качеством передачи; расширение возможностей контроля оконечных абонентских устройств со стороны центральной станции. Последнее обстоятельство особенно важно для организации учета стоимости переговоров из телефонов-автоматов, которые предъявляют специфичные и обременительные требования к сопряжению на существующей сети связи. И хотя реализация преобразования на уровне оконечного устройства, в которое с самого начала будут встроены соответствующие блоки, является наиболее разумным и желательным с точки зрения сети связи решением, тем не менее огромные вложения в существующие абонентские линии, приспособленные для аналоговых телефонных аппаратов, служат тормозом для повсеместного перехода на цифровые местные распределительные сети. Линейно-кабельные сооружения сами по себе позволяют вести передачу цифровых сигналов, требующих более широкой полосы частот, однако для цифровой передачи должны быть внесены некоторые изменения в оборудование, а также модифицированы методы эксплуатации и обслуживания. Наиболее усложняют переход к цифровым абонентским шлейфам пупиновские катушки, искусственные линии , отпайки , высокоомные сопротивления или сростки кабеля, а также защита от высоких напряжений. Кроме того, учет влияния переходных помех на более высоких частотах может привести к необходимости организации связи по двухкабельной системе с выделением отдельного кабеля для каждого направления передачи или к использованию более совершенных кабелей с внутренним экраном, который разделяет прямое и обратное направления передачи . Вопросы выбора стратегии введения аналого-цифрового преобразования для постепенного перехода к цифровым абонентским Искусственная линия - это устройство, обычно добавляемое к сравнительно коротким линиям передачи с целью установления некоторых единых характеристик передачи, аналогичных характеристикам более длинных линий передачи. Отпайки - это неиспользуемая пара жил кабеля, соединенная в некоторой точке с используемой парой, которая может использоваться либо для подключения добавочного телефонного аппарата, либо для перераспределения кабельных пар. Цифровые абонентские шлейфы могут быть организованы на двухпроводных линиях путем использования попеременной передачи и приема блоков данных по принципу пинг-понга . Как будет сказано в гл. 5, этот метод позволяет избежать влияния переходных помех на ближнем конце, поскольку процессы передачи и приема оказываются разнесенными во времени. линиям В Великобритании рассмотрены в литературе [14]. Вследствие введения искусственной задержки в тракт передачи информации цифровые системы коммутагщи усложняют проектирование систем подавления эха. Эти вопросы более подробно будут рассмотрены в конце гл. 5. 2.3. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ Огромное количество аналогового оборудования, находящегося еще в эксплуатации на телефонной сети общего пользования, представляет собой главное препятствие для широкого использования цифровой техники. Основная задача телефонных компаний - это обеспечение традиционной телефонной связью. Следовательно, до тех пор, пока телефонная компания, занимающаяся эксплуатацией телефонной сети, обеспечивает качественное обслуживание абонентов телефонной связью, стимулы, побуждающие к замене оборудования сети и переходу на новую технику, невелики. Побудительным импульсом к изменениям является экономика. Новое оборудование должно либо обеспечивать гарантированную экономию затрат за счет сокращения эксплуатационных расходов, либо предоставить возможности введения новых услуг при наличии гарантированного рынка сбыта этих услуг, прибыль от которых компенсирует затраты на списанное, но еще не полностью обесцененное оборудование. Одним из последствий быстрого прогресса технологии и нарастающего темпа конкуренции в телефонной промышленности явилась тенденция к сокращению сроков окупаемости вложенных затрат. Если власти, занимающиеся вопросами регулирования связи, разрешат компаниям, эксплуатирующим телефонное оборудование, окупать свои вложения так, что сроки, окупаемости будут в большей степени соответствовать уровню конкуренции (или техники), то телефонные компании будут более быстрыми темпами заменять технически устаревшее оборудование. Одной из главных проблем для компаний, производящих оборудование, и компаний, занимающихся его эксплуатацией, является обслуживание огромного числа типов телефонного оборудования, которое создавалось в течение многих лет и продолжает находиться в эксплуатации в настоящее время. И хотя переход к полностью цифровой сети представляет собой благоприятный случай избавиться от значительной части устаревшего оборудования, в течение ближайшего времени потребуется еще более широкий набор типов оборудования. Кроме того, цифровое оборудование построено с использованием принципиально иной технологии и, естественно, его обслуживание потребует подготовки новых кадров, иной контрольно-испытательной аппаратуры и новых методов ремонта оборудования. При оценке целесообразности введения цифровой коммутации на уровне оконечных станций следует учитывать ряд экономических выгод, которые могут быть извлечены из применения группообразования с временным разделением каналов на абонентских линиях. Во-первых, могло бы значительно возрасти число многоканальных цифровых систем передачи, поскольку сократилась бы минимальная длина абонентской линии, при которой использование этих систем было бы экономически оправдано. Это связано с тем, что сигналы, образованные в результате временного разделения, могут коммутироваться в цифровой форме [15]. Если аналого-цифровое преобразование выполняется в самих телефонных аппаратах, то длина абонентской линии, при которой экономически оправдано введение группообразования с ВРК, становится равной нулю. В любом случае смещение точки введения цифровых сигналов в сторону периферии сети и применение группообразования на уровне абонентских линий обеспечивает не только сокращение расходов на линейные сооружения, но и уменьщение числа линейных окончаний на самой центральной станции. Повсеместное использование цифрового группообразования на абонентских линиях радикально упростит кросс абонентских линий и снизит требования к помещению центральной станции. Эти соображения особенно важны, если компания, занимающаяся эксплуатацией оборудования, переживает период значительного расширения своей зоны обслуживания и должна рассматривать вопрос либо расширения существующих помещений, либо перехода в новое помещение. При использовании цифровой коммутации и цифрового группообразования значительно снижаются требования к занимаемой под оборудование площади и кабельному вводу, тем самым снимается проблема расширения помещений для станции. Вторым, и по всей вероятности наиболее важным моментом, связанным со смещением точки введения цифровых сигналов в сторону периферии телефонной сети, является то, что большая доля затрат на сеть не окупается до тех пор, пока пользователи не будут готовы начать оплату предлагаемых услуг. В настоящее время на существующей сети из общих затрат телефонных компаний, занимающихся эксплуатацией телефонного оборудования, на долю оконечных устройств приходится лишь 20% (это телефонные аппараты, модемы, телефонные коммутаторы и т. д.) [16]. Срок окупаемости остальной части затрат компаний оказывается большим, поскольку проходит достаточно длительное время, прежде чем могут быть получены доходы от введения соответствующего оборудования. Таким образом, долговременное планирование ожидаемых запросов является тем критическим моментом, который определяет эффективность деятельности телефонных компаний. В полностью цифровой сети затраты на в отечественной литературе чаще используется понятие коммутации каналов, а не коммутации сигналов. Использование автором понятия коммутации сигналов связано, по-видимому, с противопоставлением этого вида коммутации другим, а именно коммутации сообщений, коммутации пакетов, что представляется ему логически более последовательным.- Прим. перев. В 20% входит и стоимость установки, которая возвращается компании в виде оплаты за услуги. Стоимость же самого оконечного оборудования составляет приблизительно 10% от общей стоимости сети. линейные сооружения, коммутационное оборудование и помещение могут быть снижены на порядок [3, 4]. Значительная часть расходов в полностью цифровой сети будет падать на сами телефонные аппараты, что приведет к сокращению сроков окупаемости вложений в связь. ГЛАВА 3 ПРЕОБРАЗОВАНИЕ РЕЧЕВЫХ СИГНАЛОВ В ЦИФРОВУЮ ФОРМУ Область преобразования речевых сигналов в цифровую форму вследствие его интересной природы и полезности во многих применениях в последние 20 лет подвергается интенсивному изучению. Это изучение породило множество различных типов преобразователей с большим числом разновидностей в каждом типе. Выбор конкретного типа в первую очередь зависит от области применения и качества передачи речи, которое желательно получить. Вообще говоря, области применения можно классифицировать следующим образом: а) передача, б) коммутация, в) хранение и их комбинации. Кодеры речи для передачи можно классифицировать в соответствии с высокоскоростной и низкоскоростной передачей. Для высокоскоростной передачи применяются системы типа Т, где желательно получить стандартное качество передачи речи при телефонии. В настоящее время экономичные преобразователи речи, обеспечивающие стандартное качество передачи при телефонии, требуют скоростей передачи от 32 до 64 кбит/с. Еще большие скорости требуются для цифровой передачи программ звукового вещания, где желательно более высокое качество. Например, МККР предлагает как стандарт для передачи сигналов звукового вещания [1] скорость 384 кбит/с (включая биты проверки на четность) . Низкоскоростная передача применяется в общем случае при использовании для секретной передачи речи существующих аналоговых средств, таких как телефонная сеть общего пользования или высокочастотные радиоканалы. При таких применениях скорости передачи в типовых случаях ограничиваются значениями от 2 до 16 кбит/с. В этих случаях преобразователи речи (за исключением устройств для верхней границы этого диапазона скоростей) существенно сложнее и используют принципиально другие алгоритмы, чем преобразователи для обычной телефонии. Поскольку полоса пропускания систем коммутации в общем случае менее ограничена, чем полоса систем передачи, в преобразователях речи для целей коммутации используются обычно простые устройства, работающие с повышенными скоростями. Например, в первой цифровой УТС в США, которая выпущена фирмой Rolm в 1975 г., была использована техника преобразования, аналогичная той, которая используется в системах передачи типа Т, но требующая скорости передачи 144 кбит/с [2]. Поскольку стоимость обычных кодеров и 4* 99 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 [16] 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 |