Читайте также
Работа в области страхования
Ледипасвир Софосбувир

Каналы, разделенные во времени

(2)

Системы передачи, построенные по принципам разделения каналов по времени, в отличие от аналоговых систем передачи с частотным разделением каналов называются цифровыми системами передачи. В цифровых системах через линию передаются не аналоговые сигналы, а стан-дартизованныепо форме бинарные сигналы **. Естественно, что при этом изменяются функции усилителей, которые устанавливаются на линии.

Теперь задача каждого усилителя регенерировать до стандартного вида поступающие на его вход ослабленные и искаженные линией сигналы. На выходе усилителя, который в данном случае называется регенератором, эти сигналы как бы заново возрождаются. В результате помеха вдоль линии накапливается иначе, чем это имеет место в аналоговых системах с частотным разделением каналов: когда амплитуда помехи достигает величины половины полезного (т. е. несущего информацию) импульса, возможно его «выбивание» или создание ложного импульса (что вызывает щелчок при передаче звука).

Для получения хорошего качества передачи телефонной речи число возможных ошибочных импульсов должно быть не5 более одного на каждые 100 тыс. импульсов, т. е. вероятность появления ошибочного импульса не должна превышать 10"5. При вероятности ошибки 10~в качество передачи — отличное. Отметим, что такая величина обеспечивает достаточно хорошее качество и для дискретных сигналов передачи данных.

Если в линии присутствуют только тепловые шумы, ^вероятность ошибки 10~в требует, чтобы они на 19^7 дБ были ниже полезного сигнала. Это условие соблюдалось бы, если бы в "линии был один регенерационный^ участок, при наличии же многих регенераторов ошибки, возможные в каждом из них, не исчезают и последовательно складываются.

Однако это не очень сильно влияет на величину допустимого соотношения сигнала и помехи. Если взять, например, линию, содержащую 1000 регенераторов, то вероятность ошибки на входе каждого из них должна быть в 1000 раз меньше, чем ошибка всей линии в целом, т. е. 10"в. 10"3=10~9. Но этому значению ошибки соответствует допустимое соотношение сигнала и помехи 21,7 дБ. Следовательно, уровень помехи на входе каждого из 1000 регенераторов (это может быть, например, линия длиной 3000 км) надо понизить на 21,7—19,7=2 дБ по сравнению с линией, имеющей всего один регенератор (3 км!). Отсюда следует, что цифровые системы передачи позволяют организовать каналы, качество которых почти не изменяется с увеличением длины линии.

Если для сравнения взять аналоговую систему, то в ней мощность помехи в каналах существенно увеличивается по мере увеличения длины линии. Это видно из простого расчета. Если увеличить количество усилительных участков такой линии вдвое, то мощность помехи тоже возрастает вдвое и соотношение мощности сигнал— помеха ухудшится на 3 дБ. Если увеличить количество участков, как это было сделано в предыдущем примере, от одного до 1000 (точнее 1024), то это будет соответствовать десятикратному удвоению и, следовательно, уровень помехи возрастет на 3x10=30 дБ. Таким образом, при некоторой выбранной длине расстояния между усилителями в аналоговой системе передачи соотношение между полезным сигналом и помехой будет существенно ухудшаться по мере увеличения протяженности линии.

Как видим, в этом отношении цифровые системы передачи существенно превосходят аналоговые. Однако здесь следует отметить, что расстояния между регенераторами в цифровых системах выбираются обычно в 2—3 раза меньшими, чем между усилителями в аналоговых системах, имеющих то же количество каналов тональной частоты. Это вызвано тем, что частотный диапазон каждого канала цифровых систем в 16 раз шире диапазона аналогового канала. Ведь скорость передачи сигналов для одного канала в цифровых системах 64 кбит/с, и если считать, что каждый бит требует полосы в 1Гц, то это соответствует полосе 64 кГц. Следовательно, мощность тепловой помехи в расчете на канал тоже возрастает в 16 раз, т. е. гна 12 дБ. Кроме того, затухание кабеля, которое возрастает пропорционально корню квадратному из частоты, при увеличении спектра в 16 раз увеличится в 4 раза. В результате— увеличение числа регенераторов по сравнению с числом усилителей в аналоговых системах.

Однако регенераторы проще усилителей и, кроме того, цифровые системы принципиально более помехоустойчивы, чем аналоговые, и особенно по отношению к разнообразным помехам импульсного характера. Это объясняется многими причинами, в том числе и тем, что эти системы не боятся перегрузок, вызывающих в аналоговых системах возникновение влияний между каналами. На некоторых линиях, например на городских многопарных телефонных кабелях, где помехи в основном вызываются внешними причинами, в первую очередь «наводками» с других линий, выигрыш цифровых систем в помехоустойчивости проявился особенно сильно. Именно здесь они были впервые использованы для повышения пропускной способности линий.

Вернемся теперь к рассмотренному выше примеру цифровой системы передачи на 32 канала. Такая система была создана, причем в ней в качестве рабочих было использовано 30 каналов, а 2 отданы для служебных нужд.

Эта система явилась основным блоком, на основе которого создаются цифровые системы передачи большей мощности (пропускной способности) на 120, 480, 1920 и более каналов. Описанный метод организации каналов с разделением во времени называется импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ), и поэтому указанные системы обозначаются как ИКМ-30, ИКМ-120, ИКМ-480, ИКМ-1920 и т. д. Заметим, что пропускную способность ИКМ-систем часто выражают максимальной скоростью передачи бинарных сигналов. При этом имеется следующее соотношение числа каналов и максимальных скоростей передачи: ИКМ-30 — 2,048 Мбит/с, ИКМ-120 - 8,448, ИКМ-480 - 34,368, ИКМ-1920 - 139,264 Мбит/с.


<-Предыдущая страница....Следующая страница->