Структура и классификация телекоммуникационных систем
Под телекоммуникационными системами (ТС) принято понимать структуры и средства, предназначенные для передачи больших объёмов информации (как правило, в цифровой форме) посредством специально проложенных линий связи или радиоэфира. При этом предполагается обслуживание значительного количества пользователей систем (от нескольких тысяч). Телекоммуникационные системы включают такие структуры передачи информации, как телевещание (коллективное, кабельное, спутниковое, сотовое), телефонные сети общего пользования (ТфОП), сотовые системы связи (в том числе макро- и микро- сотовые), системы персонального вызова, спутниковые системы связи и навигационное оборудование, волоконные сети передачи информации.
Следует отметить, что основным требованием к системам связи является отсутствие факта прерывания связи, но допускается некоторое ухудшение качества передаваемого сообщения и ожидание установления связи.
Типы телекоммуникационных систем
П
о
назначению телекоммуникационные системы
группируются следующим образом:
- системы телевещания;
- системы связи (в т.ч. персонального вызова);
- компьютерные сети.
По типу используемой среды передачи информации:
- кабельные (традиционные медные);
- оптоволоконные;
- эфирные;
- спутниковые.
По способу передачи информации:
- аналоговые;
- цифровые.
Системы связи подразделяются по мобильности на:
- стационарные (традиционные абонентские линии);
- подвижные.
Подвижные системы связи подразделяются по принципу охвата зоны обслуживания:
- на микросотовые - DECT;
- сотовые - NMT-450, D-AMPS, GSM, CDMA;
- транкинговые (макросотовые, зоновые) – TETRA, SmarTrunk;
- спутниковые.
Несмотря на сохраняющиеся различия между компьютерными, телефонными, телевизионными, радио и первичными сетями, в их структуре можно найти много общего. В общем случае телекоммуникационная сеть состоит из следующих компонентов (рис. 1):
терминального оборудования пользователей (возможно, объединенного в сеть);
сетей доступа;
магистральной сети;
информационных центров, или центров управления сервисами (Services Control Point,
SCP).
Методы организации двусторонней передачи информации
Каналы передачи сообщений обычно определяются видом передаваемых сообщений. Примеры каналов передачи сообщений: телефонный канал, телеграфный канал. Каналы передачи сигналов определяются видом модуляции, диапазоном частот или длин волн (в радиосистемах), типом базовой линии связи. Примеры каналов передачи сигналов: кабельный канал, радиоканал, канал с частотной модуляцией, коротковолновый радиоканал.
Упрощённая структура системы двунаправленной связи (только со стороны одного из абонентов, являющегося и источником и получателем) представлена на рис. 1.2.
Рис. 1.2. Типовая структура двунаправленной СПИ:а) с раздельными линиями связи; б) с общей линией связи; в) с общей линией связи и совмещением каналов (ВхУ – входное устройство; ВыхУ – выходное устройство)
Тривиальным решением задачи двунаправленной связи является использование раздельных линий связи для каждого из направлений, как показано на рис. 1.2,а. На их основе формируются так называемые прямой и обратный каналы. Примерами таких систем можно считать «спутниковый Интернет», «видео по запросу». Альтернативой является применение общей линии связи с разделением (разнесением) каналов на основе иных принципов. Обобщенная схема такой системы показана на рис. 1.2,б. Главное условие качественного разнесения прямого и обратного каналов – линейная независимость соответствующих линейных сигналов.
Функционально дополняющие друг друга компоненты дуплексной СПИ могут быть объединены в единые блоки при условии, что в прямом и обратном каналах используются одни и те же методы преобразования сигналов. Тогда, как показано на рис. 1.2,в, кодер и декодер образуют вместе кодек, модулятор и демодулятор – модем, преобразовательные элементы (входное и выходное устройства) – абонентское оконечное устройство (АОУ) или абонентский терминал, передатчик и приемник – оконечное линейное устройство, называемое приемопередатчик (ПП), трансивер или иначе в зависимости от конкретной СПИ. Следует иметь в виду, что на практике термины модем и кодек могут иметь иное значение, а передатчик и приёмник кабельных и беспроводных систем, как правило, включают в себя модулятор и демодулятор соответственно.
Способы дуплексирования (организации двунаправленной связи):
а) физическое (пространственное) дуплексирование основано на применении двух функционально независимых друг от друга линий связи (см. рис. 1.2,а);
б) частотное дуплексирование основано на использовании общей линии связи и на выделении для каждого из каналов отдельных неперекрывающихся частотных полос, дополнительно разделённых защитным интервалом, как показано на рис. 1.3. Характерно для большинства беспроводных СПИ. Следует отметить, что частотное разнесение может дополняться изменением поляризации;
Рис. 1.3. Принцип частотного дуплексирования
в) временное дуплексирование (известно также как полудуплекс и метод «пинг-понга») предполагает поочерёдную передачу сообщений в каждом из направлений. Наряду с частотным разнесением используется во многих СПИ;
г) разделение прямого и обратного каналов при помощи специальных разделительных (развязывающих) устройств, называемых иногда дифференциальными. Является основой системы абонентского доступа в проводных телефонных сетях общего пользования.