Алыс қашақтыққа цифрлық байланыс. Цифрлық телефония
Цифрлық телефонияда электр сигналдар сандар түрінде беріледі. Түрлендірілген аналогты (цифрлы) сигнал цифрленген сигнал деп аталады. Ал аналогты дыбысты сигнал цифрленген дыбыстық сигнал деп аталады. Аналогты сигналдарды цифрлық сигналдарға түрлендіру құрылғысы аналогты цифрлық түрлендіргіш деп аталады. Бұл құрылғы кіру нүктесінде аналогты сигналды қабылдайды, оның кернеуін тұрақты интервал уақытымен (мысалы бір секунд ішінде) өлшейді және ағымдағы кернеуді сан түрінде береді. Сондықтан цифрлеу нәтижесінде аналогты сигнал үздіксіз сандар ағымына айналады.
Сигналдардың 2 түрі болады:
- үздіксіз немесе аналогты;
- цифрлық немесе дискретті.
Аналогты сигналдарда мыс сымдар арқылы тасмалданғанда сымды қыздырады және электр сигналдар ағыны бірте бірте азаяды соның салдарында сигналдар керекті жерге жеткізілмеуі мүмкін. Осыны болдырмау үшін күшейткіш орнату керек. Күшейткіш шу әсерін береді де сигналды бұзады. Цифрлық байланыс осы проблеманы шешуге мүмкіндік береді. Дыбыстық сигнал цифрлық түрге түрленеді. Осы сигнал желі арқылы беріледі. Ал қабылдаушы жағында қайтадан дыбысты сигналға аударылады. Дискретті түрде берілген аналогты дыбысты сигнал цифрленген дыбыс деп аталады. Ал осы процесс цифрлеу процесі деп аталады. Аналогты сигналды цифрлық түрге келтіру құрылғы аналогты-цифрлық түрлендіргіш деп аталады. Келесі 7.1 - суретте электр сигналдарды түрлендіру барысында келесі сандар : 0, 2, 4, 4, 7, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 4, 4, 4, 4 тізімі шығады.
7.1 – сурет. Электр сигналдарды цифрлық сигналдарға түрлендіру мысалы
Дыбысты цифр түріне келтіру процестерді зерттеушілер келесі нәтижеге келді: адам сөздерін қалыпты түрде беру үшін жүйе 4000 Гц жиілікпен жұмыс істеуі қажет. Шеннон-Кательников теоремасы бойынша дыбысты цифрленген сигналдан бастапқы түрге келтіру үшін 8000 Гц жиілігі қажет және аналогты цифрлық түрлендіргіш сигналдың кернеуін 125 микросек аралығымен өлшеу қажет. Тәжірибе нәтижесінде бүтін сан интервалы 0-ден 255 аралығында алыну қажет. Жоғарғы айтылған дискреттеу процесі дүниежүзілік стандарттардың бөлігі болып саналады және импульсті-кодалық модуляция деп аталады. (PCM-Pulse Code Modulation). Осы модуляция көмегімен жасалынған сандар арна арқылы қабылдаушыға жеткізіледі және сол жерде дыбысты сигналға түрлендіріледі.
Цифрлық телефонияда синхронды байланыс пайдаланылады. Осы байланысты ұйымдастыратын желі синхрондалған немесе изохронды желі деп аталады. Ерекшелігі: тасымалданатын деректер тұрақты жылдамдықпен беріледі. Сонымен қатар, цифрлық түрде сигналдардың алыс қашықтыққа беру үшін күрделі құрал-жабдықтар пайдаланылады. Осындай тасымалдауды синхрондалған технологиялар пайдаланылады. Синхронды желі – бұл деректерді тұрақты жылдамдықпен беретін жүйе.
Синхрондалмаған желі арқылы деректерді беретін болсақ, трафиктің көлемі ұлғайған сайын бастапқы сигнал тасымалдауына кідірістер әсер етеді. Сондықтан деректерді тасымалдау барысында дыбысты қабылдап отырған абонент керек емес шуларға тап болады. Осындай проблемаларды шешу үшін телефондық желіде цифрленген деректермен бірге қосымша үздіксіз тасымалдауды іске асыратын ақпарат беріледі. Қабылдаушы аппаратурасында бұл ақпарат деректердің жылдамдығын синхрондауға пайдаланады.
Трафикті жіберу кезінде синхронды байланыс болмаған жағдайда кейбір фреймдер аз уақытта, кейбір фреймдер кешігіп келуі мүмкін. Осы себеппен дыбысты қабылдаушыда шу пайда болады. Сондықтан синхронды байланыста цифрленген сигналдармен қатар қосымша информация беріледі. Бұл қосымша арқылы қабылдаушы аппаратурасында деректердің жылдамдығын синхрондауға пайдаланылады.
Телефон желісі бірінші пайда болғандықтан цифрлық телефония жасаушы компаниялар телефон компанияларынан арналарды жалға алады. Жалға алынған екі абонентті ғана байланыстырады. Сондықтан осы арналар көмегімен цифрлық компьютерлік желілер құрастырылады, яғни жалға алынған арналар компьютерлік желінің құрастырушы блогы болып табылады.
Әрине жалға алынған линияны пайдалану барысында телефон желісіндегі қолданылатын стандарттарды білу, пайдалану керек. Телефон арнасын компьютерлік желіге байланыстыру үшін арнайы құрал жабдықтар қажет.
Алыс қашықтыққа дыбысты сигналдарды тасымалдау үшін компьютерлік жүйені жобалаушы компаниялар телефон компанияларынан абоненттік линияларды жалға алады. Сондықтан компьютерлік желілердегі құрал-жабдықтар және байланыс ережелері телефондық желінің стандарттарына сәйкес келуі қажет. Компьютерлік желіні телефондық желіге қосу үшін арнайы құрал-жабдықтар қажет. Мұндай құрал-жабдықтарды деректерге қызмет көрсету құрылғылары/арналарға қызмет көрсету құрылғылары деп аталады.
DSU/CSU – Data Service Unit/Channel Service Unit. Бұл құрылғылар 2 бөліктен тұрады және бір қапшыққа орналастырылады, оны цифрлық арнаның адаптері деп аталады. Келесі 7.2 – суретте адаптерлер қалай қосылу керек екені көрсетілген.
7.2 – сурет. Адаптерлердің қосылуы
Адаптердің арнаға қызмет көрсету бөлігі линияның соңғы құрал-жабдықпен диагностика функцияларын атқарады. Цифрлық арна адаптері әр түрлі кедергілерді тексереді. Сонымен қатар қатар келген бір мәні бар биттер тізбегін басқа түрге түрлендіреді. Өйткені қатар келген бір мәнді биттер тоқты күшейтеді. Қатар келген мәні 1-ге тең биттер электр тоғын күшейтеді. Осы проблеманы шешу үшін арнаға байттарды қосу арқылы кодалау схемасы пайдаланылады. Мысалы, кейбір цифрлық линияларда 0 битті көрсету үшін кернеудің 0 мәні пайдаланылады, ал 1 битті көрсету үшін кернеудің 0-ге тең емес мәні қолданылады. Ал, қатар келген 1 деген мәні бар биттерді көрсету үшін кернеудің мәні +3 және -3 Вольт аралығымен түрлендіріледі.
Адаптердің басқа бөлігі деректерді өңдеуге пайдаланылады: байланыс желінің операторы жағынан цифрлық форматтан қабылдаушының компьютерлік құрылғыларының цифрлық форматына түрлендіреді. Компьютер жағынан қолданылған интерфейс стандарты линияның жылдамдығына байланысты, егер деректерді тасымалдау жылдамдығы 56 кбитсек жоғары болса, компьютерде басқа аппараттық интерфейс пайдаланылуы керек. Мысалы: RS 232, RS 449.