Сети абонентского доступа

На заре появления услуг электронной почты и Интернет потребитель приобретал модем и через телефонную сеть общего пользования получал доступ к соответствующей сети. Наиболее подробно сети абонентского доступа рассмотрена в. С развитием потребно­стей в услугах передачи данных корпоративные пользователи организовывали телефонную связь через учрежденческую АТС (УАТС). Услуги передачи данных обслуживались локаль­ной сетью LAN (Local Area Network), потоки информации объединялись в системе передачи к станции, где снова разделялись на два потока. Система объединения и разделения потоков (рис. 19) получила название «интегральное оборудование разделения доступа» (IAD, Inte­grated Access Device).

Рис. 19. Сеть абонентского доступа с разделением потоков

Рис. 20. Вариант построения сетей абонентского доступа

С ростом потребностей в различных услугах информационной сети разработано обору­дование, позволяющее объединять и разделять потоки от различных абонентских служб к различным поставщикам этих услуг (рис. 20). На рисунках АК — абонентский ком­плект, а парными стрелками обозначены регенераторы.

Вопрос №2 Преобразования информационного сигнала

В настоящем разделе приводятся основные сведения, касающиеся преобразования инфор­мационных сигналов при их передаче, необходимые для дальнейшего изучения коммутаци­онных систем и, в частности, передачи сигналов на абонентском участке.

Импульсно-кодовое преобразование

Импульсно-кодовое преобразование состоит из трех этапов:

дискретизации;

квантования и кодирования;

мультиплексирования.

Рассмотрим все три этапа более подробно.

Дискретизация

Для перехода от непрерывного сигнала к дискретному на передающем конце произво­дится периодический опрос сигнала через равные временные промежутки. Если опрос про­изводится с достаточной частотой, то на приемном конце сигнал может быть восстановлен. Этот процесс для входного сигнала в виде синусоиды представлен на рис. 21 а, б, в.

Рис. 21. Амплитудно-импульсная модуляция

Для того, чтобы сигнал на приемном конце можно было восстановить, частота дискре­тизации должна быть в 2 раза больше максимальной частоты входного сигнала:

fдис>2fmax,

или, точнее, в 2 раза больше, чем ширина полосы, занимаемой входным сигналом:

fдис>2BW, где BW— ширина полосы входного сигнала.

Терминалы и принципы преобразования информации

Сказанное можно пояснить на простом примере. Для восстановления синусоидального сигнала необходимо иметь для каждого полупериода хотя бы две опорные точки. Тогда сглаживающий фильтр хотя бы приблизительно восстановит исходную форму. При этом может быть получено множество огибающих кривых в зависимости от характеристик этого фильтра. При большем числе точек форма огибающей восстанавливается точнее. При числе точек менее, чем две, огибающая не восстанавливается, более того, получается сигнал дру­гой частоты (рис. 22). При недостаточной частоте дискретизации может быть получен сигнал меньшей частоты, но совпадающий по значению во всех точках дискретизации.

Рис. 22 Преобразование сигнала при недостаточной частоте дискретизации

В случае несинусоидального сигнала надо говорить о восстановлении всего спектра частот. При этом, если частота импульсной последовательности окажется выше максималь­ной частоты спектра, она не повлечет на приемном конце искажения более низких частот. Поэтому даже при выборе достаточной частоты импульсной последовательности дискрети­зации в реальных устройствах преобразования сигналов на входе передатчика ставят фильтр, который не пропускает сигналы с частотой выше принятой частоты пропускания. Это дела­ется по следующей причине: появление подобных частот приведет к тому, что если на вхо­де появятся сигналы, для которых период опроса мал, то после восстановления на прием­ном конце могут появиться сигналы в пределах допустимого спектра.

На рис. 22 показан процесс возникновения помех на примере, когда сигнал с частотой 5,5 кГц дискретизируется с частотой в 8 кГц.

При определенных соотношениях амплитуд значения дискрет, получаемые для более высокой частоты 5,5 кГц, совпадают со значениями, получаемыми для более низ­кой частоты. При прохождении выходного фильтра с частотой среза 4 кГц возникает сигнал с частотой 2,5 кГц, который не поступал на вход. Этот пример показывает, что из входного сигнала перед дискретизизацией должны быть отделены все сигналы, имеющие частоту вы­ше, чем fдискр/2. Необходимо заметить, что применение таких фильтров в тракте ухудшает условия для передачи высокоскоростных данных и при комбинированном (интегральном) использовании тракта. При необходимости эти фильтры должны отключаться.

Рассмотренный выше принцип позволяет перейти от непрерывного сигнала к дискрет­ному. При этом каждый дискретный отсчет несет информацию о значении сигнала (ампли­туде) в момент отсчета. Этот способ передачи получил название «амплитудно-импульсная модуляция» (АИМ). Однако такой способ обмена сигналами оказался непомехоустойчи­вым. Помехи в первую очередь действуют на амплитуду сигнала, искажения амплитуды.

Происходят при прохождении сигнала через усилители, поскольку каждый усилитель имеет ограничение по частоте. Поэтому этот способ применялся недолго и вскоре был заменен способом импульсно-кодовой модуляции, принцип которого заключается в том, что вместо сигнала с конкретной амплитудой передается его числовое значение.

Чтобы реализовать такой переход, необходим процесс квантования, который осуществ­ляется аналого-цифровым преобразователем — АЦП.