12. Телефонные сети (ТфС): структура, цифровая передача в ТфС

Когда надо соединить несколько рядом стоящих компьютеров, то обычно прокладывают кабель. Когда кабель должен пройти через дорогу или пересечь общественные, городские коммуникации дело становиться сложнее, а стоимость огромной. В этих случаях единственным выходом является обратиться к телефонной компании.

Телефонная сеть создавалась давно и целями далеко от тех, которые преследуются при передаче данных между ЭВМ. Поэтому качество передачи данных далеко от совершенства. Однако, ситуация меняется по мере замены меди на оптоволокно и переходе на цифровую систему передачи. Телефонные сети тесно переплетаются с компьютерными сетями, особенно с WAN.

Поэтому много усилий было положено, чтобы научиться использовать столь низкого качества линии для передачи данных между компьютерами.

Структура телефонной сети

Когда в 1876 Александр Белл запатентовал телефон, структура сети представлялась ему очень простой. Абоненты соединялись неизолированным проводом каждый с каждым. Если абонент хотел поддерживать связь с несколькими абонентами в городе, то к нему приходило несколько проводов. Вскоре некоторые дома напоминали джунгли.

К 1878 году стало ясно что так развивать сеть нельзя и Белл строит первую станцию коммутации, с которой соединяются абоненты. Чтобы соединиться абонент крутил ручку, вызывая оператора, сообщал ему с кем он хочет соединиться (классическое :Барышня, дайте Смольный, пожалуйста.), и оператор механически, с помощью штыря соединял проводом гнезда коммутатора. Спустя некоторое врем абоненты выразили желание сообщаться с абонентами в других городах. Потребовалось соединять между собой станции коммутации.

К 1890 году появились три основные компонента телефонной сети: соединение клиент-станция коммутации, станции коммутации, соединения между станциями комму-тации.. Естественно эти три компонента постоянно совершенствовались, но в основных своих чертах они остались все эти 100 лет такими, как их создал Белл.

Структура современного соединения при звонке показана на рис.

В настоящее время все шире используется цифровая передача. Она имеет ряд преимуществ перед аналоговой:

• затухание и нарушение формы в цифровом случае не столь сильно как в аналоговом

• при ретрансляции цифрового сигнала проще восстановить его изначальную форму, которая известна точно, чем в случае аналогового сигнала. При ретрансляции аналогового сигнала ошибка накапливается

• цифровая передача более надежна в силу выше сказанного

• по цифровой сети можно передавать и данные и голос и музыку одновременно и с большей скоростью.

• Цифровая передача дешевле, так как не надо тратить большие усилия на восстановление формы сигнала.

• Цифровую сеть проще эксплуатировать

Итак, современная сеть состоит из

• локальных петель

• магистралей (оптоволоконных или микроволновых)

• станций коммутации

Локальная петля

На рис. показана организация петли. Как видно из рисунка при передаче данных приходится четыре раза их преобразовывать из цифровой формы в аналоговую и обратно. Несмотря на то, что между станциями коммутации передача осуществляется в цифровой форме в петле она аналоговая. Похоже что она останется таковой в ближайшие 20 лет в силу очень больших затрат на переоборудование.