22. Принципы построения цифровых систем передачи. Особенности преобразования аналогового сигнала в цифровой.

Как известно, в аналоговых системах передачи (АСП) по линии связи передается групповой аналоговый сигнал. В ЦСП по линии передается групповой дискретный сигнал. При переходе из аналоговой формы в цифровую сигнал претерпевает следующие преобразования: 1) дискретизацию по времени; 2) квантование по уровню; 3) кодирование; 4) временное уплотнение.

Дискретизация по времени заключается в том, что вместо непрерывного сигнала a(t) осуществляется передача отсчетов этого сигнала в дискретные моменты времени (рисунок a), где Тд – период дискретизации.

К вантование по уровню состоит в том, что значения отсчетов округляются до ближайшего разрешенного уровня Ui, в результате на дальнейшую обработку поступают выборки, которые имеют строго фиксированные значения из числа заранее известных (рисунок б). каждому разрешенному уровню можно сопоставить определенное число.

Кодирование отражает процесс передачи чисел, характеризующих номер разрешенного уровня. При кодировании происходит замена физических отсчетов на их цифровые эквиваленты. Цифровые отсчеты передаются в виде определенных комбинаций элементарных импульсов, например 1 и 0, которые обладают высокой защищенностью от помех в канале передачи и допускают нелинейную обработку. Это позволяет осуществлять операцию декодирования непосредственно у абонента.

Временное уплотнение (разделение) каналов (ВРК) поясняется на рисунке в. Здесь дискретный отсчет абонента i-го канала, преобразованный в цифровую форму, которая характеризует, например, разрешенный уровень этого отсчета (при ИКМ), передается в интервале времени t1. В интервале времени t2 передается кодовая комбинация, характеризующая отсчет 2-го абонента и т.д. через время Тд цикл передачи отсчетов абонента повторяется.

При анализе преимуществ ЦСП перед АСП удобно рассмотреть три класса показателей, из которых первый характеризует показатели качества передачи сигнала в системе, второй – преимущества при эксплуатации системы, третий – улучшение показателей в процессе производства аппаратуры.

Качественные показатели передаваемых сигналов преимущества ЦСП:

1) обеспечивается высокая помехозащищенность передаваемых сигналов и возможность использования их на «плохих» линиях связи; 2) качество сигнала у абонента определяется только аналогово-цифровым оборудованием оконечной станции и не зависит ни от операции временного объединения (разделения), ни от протяженности группового тракта и числа цифровых транзитов; 3) групповой тракт ЦСП не требует контроля нелинейных искажений и диаграммы уровней, допускает большую нестабильность затухания и более грубую коррекцию частотной характеристики; 4) качество аналогового сигнала не зависит от загрузки системы и номера канала; 5) в пределах пропускной способности системы возможно произвольное сочетание различных по своей природе сигналов.

С точки зрения эксплуатационных показателей преимущества ЦСП заключаются в следующем:

1) сокращается объем настроечных работ и число паспортизуемых и контрольных параметров; 2) упрощается процедура контроля качественных показателей; 3) уменьшается трудоемкость ремонтных работ за счет использования унифицированных блоков и элементов; 4) уменьшается численность обслуживающего персонала благодаря высокой надежности функционирования цифровой аппаратуры.

Основные тенденции развития систем электросвязи: а) переход на ЦСП и ЦСК, что в совокупности позволит улучшить качество передачи; б) широкое использование ВОЛС; в) развитие спутниковых систем передачи; г) создание универсальных (интегральных) систем связи, предоставляющих абонентам большой набор дополнительных информационных услуг.