1.3. Методы мультиплексирования потоков данных

Первые системы телефонной связи использовали отдельные линии передачи для организации ка­ждого канала. Идеи организации передачи нескольких телефонных каналов по одной линии или идеи мультиплексирования были впервые осуществлены еще в 1918 с помощью механического коммутатора.

Под мультиплексированием (связисты используют термин уплотнение) будем понимать объединение нескольких меньших по емкости входных каналов связи в один канал большей емко­сти для его передачи по одному выходному каналу связи. Такой канал часто называют агрегат­ным, а трафик - агрегированным (т.е. объединенным). При реализации такого объединения теле­фонных каналов одной из основных задач является устранение взаимного влияния соседних ка­налов.

До последнего времени широко использовались два метода мультиплексирования:

• мультиплексирование с частотным разделением каналов (частотное мультиплекси­ рование/уплотнение);

• мультиплексирование с временным разделением каналов (временное мультиплекси­ рование/уплотнение).

1.3.1. Частотное мультиплексирование

При частотном мультиплексировании полоса частот выходного канала делится на некоторое чис­ло полос (подканалов) я, соответствующих по ширине основной полосе стандартного телефонно­го канала - 4 кГц. Например, на рис. 1-2 показана такая группа из четырех каналов с полосой 4 кГц, отведенной под каждый канал, и частотами, сдвинутыми на 60 кГц в результате амплитудной модуляции поднесущих 12, 16 и 20 кГц (с подавлением левых боковых полос) и несущей 84 кГц (с подавлением правых боковых полос), см. рис. 1-3 ниже, каналы 1, 2 и 3.

Каждый канал имеет фактическую полосу пропускания 3,1 кГц, формируемую полосовы­ми фильтрами с частотами среза, сдвинутыми на 4 кГц относительно друг друга. Например, фильтр первого канала имеет частоты среза 60,3 и 63,4 кГц, второго - 64.3 и 67,4 кГц и т.д. При больших уровнях сигнала в каналах защитной полосы 900 Гц между каналами недостаточно для полного подавления сигнала соседнего телефонного канала, что приводит к возникновению пере­крестной помехи на соседнем канале.

Для формирования канальных групп используется процедура ОБП-ПН - модуляции несу­щей и поднесущих по амплитуде с подавлением одной боковой полосы (ОБП - левой или правой)

и подавлением несущей (ПН). Схема формирования канальных групп может быть разной. Стан­дарт CCITT рекомендует следующую систему группообразования [1]:

-основная канальная группа (называемая связистами первичной группой), состоящая их 12

стандартных телефонных каналов;

• основная супергруппа (называемая вторичной группой) - 5 канальных групп (т.е. 60 каналов);

• мастергруппа (называемая третичной группой) - 5 супергрупп (т.е. 300 каналов) или 10 су­ пергрупп (т.е. 600 каналов), или 16 супергрупп (т.е. 960 каналов)

В процессе группообразования может быть использовано различное число мастергрупп и супергрупп. При этом образуются мультимастергруппы (называемые четверичными группами).

Формирование основной канальной группы показано на рис. 1-3, где используется двух­ступенчатая схема: на первой формируется группа из трех (правых) каналов ОБП - путем модуля­ции поднесущих 12, 16 и 20 кГц, на второй - канальная группа из 12 (левых) каналов ОБП - путем модуляции поднесущих 84, 96, 108 и 120 кГц.

В результате формируется канальная группа с шириной полосы 48 кГц (60-108 кГц), кото­рая используется для модуляции 5 несущих (420, 468, 512, 564, 612 кГц) при формировании су­пергруппы с шириной полосы 210 кГц (312-522 кГц) и.т.д.