Основной цифровой канал

Согласно международным стандартам, частота дискретизации телефонного сигнала с полосой 300 – 3400 Гц (канала тональной частоты) выбирается равной = 8 кГц (1/ = = 125 мкс). При квантовании с компандированием число уровней квантования равно 256, что требует 8-разрядного двоичного кода для представления одной выборки телефонного сигнала.

Сигнал с ИКМ с такими параметрами имеет линейную скорость 64 кбит/с (8000 отсчетов/с ∙ 8бит/отсчет = 64 кбит/с). Такой сигнал с ИКМ лежит в основе основного цифрового канала (ОЦК) – базового структурного блока, на котором строится большинство цифровых систем передачи данных с временным разделением каналов (ВРК).

ОЦК обычно рассматривают как нулевой уровень систем цифровой иерархии, T0 или DS-0 в американской литературе и E0 в международных обозначениях.

Временное уплотнение и разделение каналов

При временном разделении каналов (ВРК) передача данных различных источников осуществляется в разное время одними и теми же техническими средствами. Импульсно кодовая модуляция – наиболее распространенный метод кодирования сигналов – использует временное разделение цифровых сигналов. В системах ИКМ с ВРК два или более канала тональной частоты (КТЧ) дискретизируются, преобразуются в коды ИКМ, а затем мультиплексируются по времени для передачи по одному кабелю.

Рассмотрим упрощенную систему передачи ИКМ с двумя каналами ОЦК и временным разделением каналов. Вход каждого канала дискретизируется со скоростью 8 кбит/с и преобразуется в 8-разрядный код ИКМ. В то время, когда сигнал из одного канала передается, сигнал во втором канале дискретизируется и преобразуется в код ИКМ, затем каналы сменяют друг друга. Этот процесс продолжается непрерывно, причем мультиплексор управляет переключением двух входов на один выход. Два канала поочередно выбираются и подключаются через мультиплексор к линии передачи.

Структуру, образованную 8 битами каждого канала (в сумме 16 бит), называют циклом, а время, необходимое для передачи одного цикла – длительностью цикла. Длительность цикла обратна величине частоты дискретизации (125 мкс для 8 кГц). Хотя каждый канал создает и передает только 64 кбит/с, сигнал с ВРК должен выводиться в линию со скоростью равной 64 ∙ N кбит/с (N – количество каналов), чтобы передать все каналы за интервал времени 125 мкс.

Цифровая система передачи T1 представляет собой систему первого уровня и использует ВРК и ИКМ кодирование аналоговых сигналов. T1 мультиплексирует закодированные в код ИКМ отсчеты 24 каналов тональной частоты для передачи по одной паре металлических проводов или оптическому волокну. Мультиплексор обеспечивает поочередное переключение 24 выходов независимых каналов на один выход в линию передачи.

В каждый цикл системы T1 вводится дополнительный бит, называемый битом цикловой синхронизации. Он используется для синхронизации передатчика и приемника ВРК по циклам и отсчетам. В результате каждый цикл содержит 24 канала/цикл ∙ 8 бит/канал + 1 бит/цикл = 193 бита/цикл. И результирующая скорость передачи цифровой системы T1 равна 193 бита/цикл ∙ 8000 циклов/с = 1,544 Мбит/с.