Глава 9. Принципи багатоканального зв'язку

9.1 Багатоканальна система передачі повідомлень

Практика побудови сучасних телекомунікаційних систем і мереж показує, що найдорожчими ланками трактів передачі є лінії зв'язку (кабельні, волоконно-оптичні, стільникового мобільного радіозв'язку, радіорелейного й супутникового зв'язку й ін.). Оскільки економічно недоцільно використовувати дорогу лінію зв'язку для передачі інформації єдиної пари абонентів (від джерела до одержувача повідомлень і назад при дуплексному зв'язку), то виникає завдання побудови багатоканальних систем передачі, які забезпечуватимуть передачу великої кількості повідомлень різних джерел інформації із спільної лінії зв'язку.

Зрозуміло, багатоканальна передача можлива в тих випадках, коли пропускна спроможність лінії не менша сумарної продуктивності джерел інформації: , де – продуктивність -го джерела, а – кількість каналів (незалежних джерел інформації). Багатоканальні системи так само, як й одноканальні, можуть бути аналоговими й цифровими. Для уніфікації аналогових багатоканальних систем за основний або стандартний канал приймають канал тональної частоти (канал ТЧ), який забезпечує передачу повідомлень з ефективно переданою смугою частот 300...3400 Гц, що відповідає основному спектру телефонного сигналу.

У цифрових системах передачі найбільшого поширення набули основні цифрові канали зі швидкістю 64 кбіт/с. Багатоканальні аналогові системи формуються об'єднанням каналів ТЧ у групи, як правило кратним 12 каналам. Цифрові системи передачі (ЦСП), використовувані на мережах зв'язку, формуються відповідно до прийнятих ієрархічних структур.

Європейська плезіохронна (PDH) ієрархія ґрунтується на первинній ЦСП типу ИКМ-30 зі швидкістю передачі групового сигналу 2048 кбіт/с; в основу північноамериканської системи покладена первинна система ИКМ-24 зі швидкістю групового сигналу 1544 кбіт/с [43].

Наприкінці 80-х рр. ХХ сторіччя була розроблена синхронна цифрова ієрархія єдина для всіх країн світу (SDH). Відповідно до неї, використовуючи віртуальні контейнери формується синхронний транспортний модуль STM-1 зі швидкістю передачі 155,52 Мбіт/c, на базі якого утворюються синхронні модулі вищих порядків STM-4, STM-16, STM-64, STM-256 [43].

На схемі рис. 9.1 зображено загальний принцип побудови багатоканальної системи передачі (БСП) повідомлень

Введені позначення: ДП – джерело повідомлень; М – модулятор; ПО – пристрій об’єднання; ПРД – передавач групового сигналу; ЛЗ – лінія зв’язку; ПРМ – приймач групового сигналу; ПК – приймач канальний; ОП – отримувач повідомлень

Рисунок 9.1 – Структурна схема багатоканальної системи передачі повідомлень

Тут первинні сигнали кожного джерела (Дж) , , ..., , ..., за допомогою індивідуальних перетворювачів , , ..., , ..., перетворюються у відповідні канальні сигнали , , ..., , ..., . Сукупність канальних сигналів на виході пристрою об'єднання (ПО) утворить груповий сигнал . У випадку роздільної системи ущільнення це об'єднання зводиться до звичайного знаходження суми: . З урахуванням частотного діапазону направляючої системи (лінії зв'язку) сигнал за допомогою групового передавача (ПРД) перетвориться в лінійний сигнал , котрий і надходить у лінію зв'язку (ЛЗ). Спочатку будемо вважати, що завада в каналі відсутня, а канал не вносить спотворення в сигнал. Тоді прийнятий лінійний сигнал буде дорівнювати , де – коефіцієнт передачі каналу, його для простоти можна вважати рівним 1.

Вважаємо, що припізнення в каналі враховано системою синхронізації. На приймальному кінці ЛЗ лінійний сигнал за допомогою групового приймача може бути знову перетворений у груповий сигнал . Канальними або індивідуальними приймачами , , …, , …, із групового сигналу виділяються відповідні канальні сигнали , , які перетворюються в індивідуальні сигнали , , …, , …, .

Канальні перетворювачі разом із пристроєм об'єднання утворюють апаратуру об'єднання (ущільнення) каналів АОК.

Індивідуальні приймачі системи, виконуючи звичайну операцію перетворення канальних сигналів у відповідні первинні сигнали , повинні забезпечувати виділення сигналів із групового сигналу із припустимими спотвореннями. Апаратуру індивідуальних приймачів, що забезпечують цю операцію, називають апаратурою розподілу каналів (АРК).

Груповий передавач, лінія зв'язку та груповий приймач складають груповий тракт передачі, що разом з апаратурою об'єднання й розподілу каналів складає систему багатоканального зв'язку.