8. Модем і телефонна мережа

Модем (модулятор-демодулятор) необхідний для підключення портативного або настільного комп'ютера через ЛЗ до інших комп'ютерів, а через телефонну мережу загального користування (по запрограмованих номерах виклику) – до різних комп'ютерних мереж, таких, як системи електронної пошти. Модем перетворить цифровий сигнал факсу або персонального комп'ютера в аналоговий сигнал, сумісний з системами передачі і комутації аналогової місцевої іцифрової міжміської телефонної мережі. Модем приймає також вхідні аналогові сигнали і перетворить їх в цифрових, сумісних з підключеним до нього факсом або комп'ютером.

У факсах зазвичай передбачається вбудований модем, але для багатьох персональнихкомп'ютерів потрібні окремі модеми. В даний час випускаються модеми розміром не більш кредитної картки, вбудовувані в устаткування або такі, що вставляються в гніздо (для змінної плати) портативного факсу або ноутбука.

9. Лінії передачі

Сигнали, що виробляються абонентською апаратурою, передаються по дротяній, радіорелейній або волоконно-оптичній лінії на найближчу АТС. Всі АТС, через які встановлюється з'єднання з іншим абонентом, зв'язані між собою сполучними лініями передачі з великим числом каналів.

Дротяні лінії.

Місцева мережа починається з двопровідних абонентських ліній, обслуговуваних АТС. Число таких ліній може складати 80 000 і більш. У районі з високою щільністю населення на АТС може бути декілька блоків комутації абонентських ліній. Для виклику абонента, що обслуговується іншим комутаційним блоком, потрібний вільний канал в багатоканальному кабелі, званому сполучною лінією (внутри- або міжстанційною).

Телефонні лінії, якими обладналися майже всі житлові будинки, виконуються з мідного дроту з пластмасовою ізоляцією. Джерелом електроживлення абонентських ліній служить центральна акумуляторна батарея АТС з напругою 48 В постійного струму, що безперервно заряджає випрямлячем мережевого струму. При тимчасовому відключенні мережевої напруги батарея може протягом 3 ч забезпечувати нормальну роботу АТС. Передбачається резервний електрогенератор для заряджання батареї в аварійному режимі.

У найсучасніших системах абонентських ліній до 96 сусідніх скручених пар об'єднуються в телефонній підстанції. Підстанція перетворить аналогові сигнали абонентських скручених пар в цифрові, які об'єднуються методом мультиплексування з временнм ущільненням, завдяки чому знижується вартість лінійного будівництва. (У аналогових міжстанційних сполучних лініях застосовується метод мультиплексування з частотним ущільненням.) На АТС проводиться демультиплексування сигналів для адресації на ті або інші контакти блоку комутації абонентських ліній. Електричний мовний сигнал поступово ослабляється («затухає») в процесі проходження розмовного тракту і тому вимагає посилення в критичних крапках тракту. Аналоговий проміжний підсилювач підсилює не тільки корисний мовний сигнал, але і шум, що наклався на нього. Тому в цифрових лініях зв'язку, особливо міжміських, застосовується т.з. регенератор. Він не просто підсилює сигнал, що має вид послідовності декілька спотворених із-за пройденої відстані цифрових імпульсів, а відновлює їх первинну прямокутну форму, усуваючи шумові спотворення. Він відновлює також тимчасові інтервали між імпульсами, так що до наступного регенератора сигнал посилається вже без спотворень.

Радіорелейні лінії.

Радіорелейна лінія є ланцюжком ретрансляторів для радіохвиль СВЧ-диапазона. Ретранслятори встановлюються на високих баштах на відстанях 50–70 км. По радіорелейній лінії можуть передаватися як аналогові, так і цифрові сигнали. Атмосферні і промислові перешкоди не роблять значного впливу на радіорелейний зв'язок.

Проміжним пунктом радіорелейної лінії може служити геостаціонарний штучний супутник Землі. Оскільки відстань до нього складає близько 35 000 км., при двосторонніх переговорах виникає помітна затримка. В даний час супутниковий зв'язок використовується в основному для телевізійного віщання і односторонньої передачі даних. У деяких районах без кабельної телефонної мережі, наприклад на Алясці, є компактні цифрові системи супутникового зв'язку, обслуговуючі невеликі селища з сотнею телефонних апаратів.

Волоконно-оптичні лінії.

У 1980-х роках з'явилася нова телефонна підстанція, що сполучається з АТС оптичним кабелем. У ній по двох парах (одна – резервна) скляних оптичних волокон завтовшки з волосся передається до 96 одночасних двосторонніх переговорів. Додаткова електронна апаратура підвищує ємкість такої підстанції до 768 каналів одночасного цифрового телефонного зв'язку.

Оптичний кабель містить від 2 до 12 скляних оптичних волокон в плоскому форматі і 144 – в джгутовому. Кожне волокно має на одному кінці джерело світла, а на іншому – фотоприймач. Джерелом світла зазвичай служить напівпровідниковий лазер або мініатюрний світлодіод. Використовується світло інфрачервоної частини спектру. Лазер перетворить цифрові електричні сигнали в послідовність імпульсів інфрачервоного світла із швидкістю проходження від 45 млн. до 3,5 млрд. бит/с. Фотоприймач знову перетворить послідовність світлових імпульсів в цифровий електричний сигнал.

У оптичних регенераторах процес регенерації декілька ускладнюється необхідністю перетворення оптичних сигналів в електричних і назад. Оптичні регенератори особливо важливі для міжконтинентальних підводних оптичних кабелів, що прокладаються по дну океану. Щонайдовший такий кабель (25 000 км.) був прокладений в середині 1990-х років через Тихий океан. Для оптичних підводних кабелів потрібно менше регенераторів (вбудовуваних безпосередньо в кабель до його прокладки), чим цього вимагали раніше коаксіальні кабелі.

Підводний оптичний кабель зазвичай є мідною трубою, покритою зовні шаром поліетиленової ізоляції. Труба заповнена еластомером, відокремленим від її стінок оболонкою із сталевих проволікав. По осі кабелю проходить сталевий дріт, а навколо неї в еластомер вправлено шість скляних оптичних волокон зв'язку. Два з них є резервними на випадок виходу з ладу будь-якої іншої пари. Мідна труба, напресована на плетену дротяну оболонку, забезпечує герметизацію і служить одним з провідників ланцюга електроживлення для всієї електроніки кабелю. Оптичний кабель не сприймає електричних перешкод.

Такий кабель вважається «супермагістраллю» систем зв'язку, оскільки володіє дуже великою інформаційною пропускною спроможністю. Якщо для кабелю з мідними провідниками максимальна швидкість передачі цифрових даних складає близько 1,5 Мбіт/с і необхідна регенерація сигналу через кожних 3 км., то оптичний кабель здатний передавати інформацію із швидкістю 3,4 Гбіт/с при відстані між регенераторами, що досягає 70 км. У перерахунку на телефонні лінії дуплексного (двосторонньою) зв'язку частота 1,5 Мбіт/с відповідає 24 мовним каналам, а частота 3,4 Гбіт/с – 48 384 цифровим мовним каналам.

Застосування волоконної оптики в абонентських лініях може дати абонентові еквівалент декількох високоякісних двосторонніх відеосигналів, а також комп'ютерних послуг в діалоговому режимі і факсимільної передачі.