9.2.Основні послуги та кола телефонії для передавання даних

9.2.1.Аналогові та цифрові лінії

Аналогові телефонні лінії є спадшиною всесвітнього поширення телефонії. При телефонній розмові мікрофон є передавачем, який генерує аналоговий сигнал, який поширюється до телефонної станції і там комутується з апаратом віддаленого співрозмовника. Досліджено, що для передавання розмови (голосу) з якістю, достатньою для його розпізнавання, необхідна ширина смуги частот від 300 Гц до 3100 Гц. Тому для передавання голосу в телефонії використовується ширина смуги 4 кГц. Незважаючи на те, що в сучасній телефонії передавання та комутація сигналів здійснються у цифровій формі, а також ряд послуг надаються також у цифровій формі (наприклад, ISDN), все ж локальний контур так званої “останньої милі” рідко має ширину смуги понад 4 кГц.

9.2.1.1.Що можуть забезпечити 4 кГц?

Модеми перетворюють цифрові сигнали від комп’ютера в аналогові сигнали в частотному діапазоні телефонії. Ця ширина смуги визначає жорстку верхню межу ємності каналу. Пропускна здатність каналу в бітах за секунду (б/с) залежить від ширини смуги та відношення сигнал/шум. Наявна пропускна здатність модемів 33.6 кб/с є дуже близька до цієї межі. Користувачі таких модемів знають, що досяжна пропускна здатність в телефонних лініях з нормальними шумами рідко досягає таких значень і звичайно є знано нижча. Компресія і кешування, а також інші трюки можуть у значній мірі маскувати це обмеження, але неможливе передавання із швидкістю 50 кб/с чи навіть 40 кб/с через поодиноку аналогову телефонну лінію.

Якщо телефонна компанія обертає цей процес і оцифровує аналоговий сигнал, то вона використовує канал 64 кб/с. Це перетворення є світовим стандартом. Один такий канал, який називають DS0 (Digital Signal, level 0), є основним будівельним блоком для процесу телефонії. Можна об’єднати (мультиплексувати) 24 канали DS0 в DS1 і, якщо виділити лінію Т-1, то отримаємо канал DS1. Із синхронізацією бітів після кожних 192 бітів, тобто 8000 разів за секунду, ємність DS1 дорівнює 1.544 Мб/с (64 кб/с*24+8 кб/с).

9.2.1.2.Виділені лінії, комутовані лінії

Другою важливою ознакою щодо телефонних ліній є те, що вони можуть бути виділеними або комутованими колами. Якщо мати у розпорядженні лінію Т-1 або виділену лінію з меншою швидкістю, то це означає винайняти від телефонної компанії засоби обслуговування типу пункт-пункт. Можна використовувати виділені лінії 1.544 Мб/с (Т-1) або 56 кб/с (низької швидкості).

Комутовані послуги, такі як звичайні телефонні, є послугами, які надаються телефонною компанією. Користувач може вділити будь-якого адресата в телефонній мережі та зєднатися з ним через мережу загальнодоступних комутаторів. Оплата звичайно здійснюється за час сполучення або за обсяг трафіку на відміну від виділених ліній, де оплата береться за їх використання.

Якщо кола, забезпечені телефонною компанією, є цифровими, то модеми непотрібні, однак обладнання користувача повинне бути пристосоване до вимог телефонної компанії. Зокрема, воно повинне мати правильне електричне під’єднання до локальної петлі, правильно передавати трафік і підтримувати діагностичні процедури телефонної компанії.

Лінії, які підтримують сервіс ISDN BRI, повинні бути під’єднані до пристрою, який називається NT1 (Network Termination 1). Крім під’єднання лінії та діагностичних функцій інтерфейс NT1 перетворює двопровідну локальну петлю у чотирипровідну систему, яка використовується цифровим обладнанням. Для під’єднання виділеної цифрової лінії Т-1 та DSS потрібний канальний сервісний пристрій або CSU (Channel Service Unit). CSU під’єднує та кондиціонує лінії, а також відповідає на діагностичні команди. Під’єднувальне обладнання виготівника спроектоване як інтерфейс до пристрою сервісу даних (Data Service Unit), який передає правильно сформований цифровий сигнал до CSU. CSU та DSU часто поєднують в окремий пристрій CSU/DSU. DSU може бути вбудований в раутер або мультиплексер. Таким чином, хоч модеми не є необхідні при цифрових телефонних мережах, однак для сполучення необхідне інтерфейсне обладнання.