Литература

Основная

*1.Гордиенко В.Н., Тверецкий С.Г. Многоканальные телекоммуникационные системы: Учебник для вузов. — М.: Горячая линия-Телеком, 2005.

*2. Основы построения телекоммуникакционных систем и сетей: Учебник для вузов / В.В. Крухмалев, В.Н. Гордиенко, П.Д. Моченов и др. / Под ред. В.Н. Гордиенко — М.: Горячая линия-Телеком, 2004.

Дополнительная

1. Многоканальные системы передачи: Учебник для вузов / Н.Н. Баева, В.Н. Гордиенко, С.А.Курицын и др. / Под ред. Н.Н.Баевой и В.Н.Гордиенко — М.: Радио и связь, 1997.

2. Основыуправления сетью Российской Федерации / В.Б. Булгак, Л.Е. Варакин , А.Е. Крупнов и др. / Под ред. А.Е. Крупнова и Л.Е. Варакина — М.: Радио и связь, 1998.

3. Проектирование и техническая эксплуатация систем передачи: Учебное пособие для вузов / В.В. Крухмалев, В.Н. Гордиенко, В.И. Иванов и др. / Под ред. В.Н. Гордиенко и В.В. Крухмалева — М.: Радио и связь, 1996.

4. Слепов Н.Н. Синхронные цифровые сети SDH. — М.: Эко-Трендз, 1997.

5. Слепов Н.Н. Современные технологии цифровых оптоволоконных сетей связи. — М.: Радио и связь, 2000.

6. Убайдуллаев Р.Р. Волоконно-оптические сети. — Μ.: Эко-Трендз, 2000.

Аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразование сигналов

Аналого-цифровое преобразование (АЦП) сигналов является одной из важнейших составляющих цифровых телекоммуникационных систем. Аналого-цифровое преобразование обычно состоит из нескольких последовательных операций, как показано на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Аналого-цифровое преобразование сигнала

Эти операции таковы.

Дискретизация — представление непрерывного во времени сигнала рядом периодических дискретных значений. Возможность такого представления основана на известной теореме В.А. Котельникова, по которой функция, спектр которой сосредоточен в полосе частот до ωв, полностью характеризуется своими мгновенными значениями, отсчитанными через интервалы времени ∆t = π/ωв. Дискретизация нужна для временного разделения каналов, кроме того дискретизация позволяет применять синхронные микросхемы, работа которых происходит более четко.

Квантование — округление мгновенных значений сигнала до ближайших разрешенных значений. Это важнейшая операция АЦП, которая, собственно, и превращает аналоговый сигнал в цифровой. Аналоговый сигнал представляет собой бесконечное множество мгновенных значений, цифровой сигнал может принимать конечное множество (разрешенных) значений.

Квантование неизбежно сопровождается ошибкой квантования, не более шага квантования, т.е. расстояния между ближайшими разрешенными значениями. Уменьшая это расстояние, приходим к увеличению числа разрешенных значений и, как следствие, к необходимости повышать объем передаваемой информации при прочих равных условиях, например, за счет повышения скорости передачи. В оборудовании телекоммуникационных систем важнейшая операция квантование практически всегда совмещается с последующей — кодированием.

Кодирование — в теории электрической связи существует два понятия кодирования: в широком и узком смысле. В цифровых телекоммуникационных системах кодирование понимается в узком смысле, как переход от кода с высоким основанием к коду с низким основанием. Т.е. мгновенные значения, которые могут принимать достаточно много разрешенных значений (например, 256), заменяются комбинациями импульсов (кодовыми группами, состоящими, например, из 8 импульсов), которые имеют мало разрешенных значений (минимум два). Это повышает помехоустойчивость сигнала и упрощает его обработку логическими устройствами.

Кроме указанных трех операций в цифровых телекоммуникационных системах осуществляется также мультиплексирование - объединение нескольких потоков (компонентных) в групповой поток (агрегатный).

В цифровых телекоммуникационных системах (ЦТС) прежних поколений объединение сигналов производили после дискретизации с тем, чтобы относительно сложный узел - кодер сделать групповым. В настоящее время, с повышением уровня цифровизации сетей связи, появилась тенденция выноса оборудования АЦП к абоненту, т.е. в конечном счете, получать групповой сигнал в результате объединения индивидуальных цифровых сигналов. Следует заметить, что операция мультиплексирования широко применяется в ЦТС и вне связи с аналого-цифровым преобразованием.

Очевидно, что операциям АЦП на передаче должны соответствовать обратные операции на приеме. Действительно, приходящий агрегатный поток демультиплексируется. Демультиплексирование — операция разделения на компонентные потоки и декодирования. В результате декодирования восстанавливаются мгновенные значения сигнала, которые после прохождения фильтра нижних частот с частотой среза ωср, превращаются в непрерывный исходный сигнал. Заметим, что восстановленный сигнал всегда отличается от исходного из-за операции квантования (сигнал восстанавливается не точно по исходным мгновенным значениям, а по округленным до разрешенных). Однако, уменьшая шаги квантования, теоретически можно достигнуть сколь угодно малого отличия принятого сигнала от переданного.

Рассмотрим подробнее операции аналого-цифрового преобразования.