 |
|
Построение цифровых систем передачи на основе импульсно-кодовой модуляции с временным разделением каналов
Научно-технический прогресс конца XX века открыл пути создания глобального информационного общества, в котором информационные и телекоммуникационные технологии приобретают особое значение, интегрируясь в инфокоммуникационный сектор мировой экономики, экономики каждой страны и ее регионов.
Глобальное информационное общество - ступень в развитии современной цивилизации, характеризующаяся возрастанием роли информации и знаний в жизни общества, ростом доли информационно-коммуникационных - инфокоммуникационных технологий в валовом внутреннем продукте (ВВП), созданием глобального информационного пространства, обеспечивающего эффективное информационное взаимодействие людей, их доступ к мировым информационным структурам.
Развитие инфокоммуникационного сектора в мире происходит одновременно по нескольким направлениям. При этом в области телекоммуникаций и информации оно характеризуется созданием глобальных инфокоммуникационных систем и сетей, основу которых составят цифровые системы передачи (ДСП) различного назначения с широким использованием современных оптоволоконных технологий и цифровых систем коммутации различного вида и уровня. Важное место в построении и развитии инфокоммуникационного сектора нашей страны отводится Федеральной целевой программе Электронная Россия 2002-2010 гг., одной из задач которой является расширение подготовки специалистов по инфокоммуникационным технологиям.
Основные понятия и определения. Классификация цифровых систем передачи
Цифровой системой передач (ЦСП) называется комплекс технических средств, предназначенный для образования типовых цифровых каналов и трактов и линейного тракта, обеспечивающего передачу цифровых сигналов электросвязи. В этом определении имеется ряд понятий, требующих дополнительных пояснений.
Цифровым сигналом электросвязи, или просто цифровым сигналом, называется сигнал электросвязи, параметры которого характеризуются конечным множеством возможных дискретных значений и описываются функцией дискретного времени. Переход от одного возможного значения к другому происходит скачкообразно в строго определенные моменты времени, интервалы между которыми равны или кратны выбранному единичному интервалу времени - периоду дискретизации ТД.
Дискретным значением сигнала, или его отсчетом, называется величина сигнала, оцениваемая на коротком интервале {длительности отсчета), в пределах которого сигнал изменяется лишь на незначительную, пренебрежимо малую величину. В дальнейшем будем пользоваться термином отсчет.
Отметим, что цифровой сигнал может быть многоуровневым, т.е. в интервале изменений параметра может иметь конечное множество дискретных состояний. Сигнал может быть, например, двухуровневым, т.е. представлять собой случайную последовательность токовых (1) и бестоковых (0) посылок. Трехуровневый сигнал представляет случайную последовательность символов (+1), (-1), (0) или импульсов положительной, отрицательной полярности и бестоковых посылок.
Единицей технической оснащенности ЦСП является типовой или основной цифровой канал (ОЦК) со скоростью передачи сигналов 64 кбит/с. Кроме того, различают: первичный цифровой канал (ПЦК), вторичный цифровой канал (ВЦК), третичный цифровой канал (ТЦК) и четверичный цифровой канал (ЧЦК).
Цифровой типовой тракт - комплекс технических средств, обеспечивающий организацию основных цифровых каналов со скоростью передачи, соответствующей данному тракту, структура и параметры которого соответствуют принятым нормам. Цифровой линейный тракт - комплекс технических средств, обеспечивающий передачу цифровых сигналов со скоростью, соответствующей данной ЦСП.
Цифровые системы передачи классифицируются по следующим признакам.
1. По принципам разделения каналов различают ЦСП:
с временным разделением каналов ( ЦСП с ВРК);
с частотным разделением каналов (ЦСП с ЧРК), имеющие специальное оборудование, преобразующее многоканальный (групповой) сигнал систем передачи с частотным разделением каналов (СП с ЧРК) в цифровой сигнал и обратно.
2. По способам формирования канальных сигналов различают ЦСП:
- с амплитудно-импульсной модуляцией (АИМ);
с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ);
с фазо-импульсной модуляцией (ФИМ);
с импульсно-кодовой модуляцией и временным разделением каналов (ЦСП ИКМ-ВРК);
с импульсно-кодовой модуляцией и частотным разделением (или делением) каналов (ЦСП ИКМ-ЧД);
с дифференциальной импульсно-кодовой модуляцией и временным разделением каналов (ДИКМ-ВРК);
на основе дельта-модуляции с ВРК или ЧД.
3. По способам объединения цифровых потоков с целью формирования цифровых каналов и цифровых трактов более высокого порядка различают:
ЦСП ИКМ-ВРК с асинхронным объединением цифровых потоков или систем плезиохронной цифровой иерархии (ПЦИ) - Plesiochronous Digital Hierarchy (PDH);
ЦСП ИКМ-ВРК с синхронным объединением цифровых потоков или систем синхронной цифровой иерархии (СЦИ) - Synchronous Digital Hierarchy (SDH).
Процесс объединения нескольких входных цифровых потоков нижнего уровня {компонентных потоков) в один поток более высокого уровня для его передачи по одному выходному или агрегатному каналу (потоку) называется мультиплексированием
4. В зависимости от среды распространения сигналов электросвязи различают ЦСП:
по электрическим (металлическим) симметричным и коаксиальным кабелям;
по волоконно-оптическим кабелям;
по радиорелейным и спутниковым линиям передачи.
5. По месту ЦСП в структуре первичных сетей Взаимоувязанной сети связи Российской Федерации различают ЦСП:
для местных первичных сетей;
для внутризоновых первичных сетей;
для магистральных первичных сетей;
для сетей абонентского доступа;
для технологических сетей связи, например, железнодорожного, воздушного или водного транспорта, управления нефте- и газопроводами, энергосистемами и др.;
для корпоративных и ведомственных сетей различного назначения.
В настоящее время в нашей стране создается цифровая первична сеть (ЦПС), представляющая базовую сеть типовых универсальных цифровых каналов передачи и сетевых трактов, или транспортную сеть, образованную на базе сетевых узлов (СУ), сетевых станций (СС) и соединяющих их линий передачи.
На основе ЦПС создаются разнообразные цифровые вторичные сети (ЦВС). Сетевые узлы и станции представляют собой комплекс оборудования ЦСП различных сетевых технологий, предназначенный для формирования и перераспределения цифровых каналов и трактов и подключения ЦВС.
6. По числу ОЦК различают:
малоканальные ЦСП с числом каналов N < 30;
среднеканальные ЦСП с числом каналов N < 480;
многоканальные ЦСП с числом каналов N > 1920.
В настоящее время самое широкое распространение на телекоммуникационных сетях получили цифровые системы передачи с временным разделением каналов и трактов - ЦСП ИКМ-ВРК.