tsure053

1.Приборытипа(1×1) – одинвход, одинвыход, какпоказанонарисунке2.6.

Рис.2.6.

Такой прибор имеет два состояния: соединение установлено, соединение отсутствует. Переход в одно из этих состояний происходит под воздействие управляющего сигнала R.

2.Приборы типа (1×m) – один вход, m выходов, как показано на рисунке 2.7.

Рис.2.7.

В приборе можно установить соединение входа с любым из m выходов. Одновременно в приборе устанавливается только одно соединение.

3.Приборы типа n(1×m), как показано на рисунке 2.8.

Рис.2.8.

71

Прибор состоит из n приборов типа (1×m). Прибор имеет n×m выходов и n входов. Одновременно в приборе может быть установлено n соединений.

4.Приборы типа n×m, как показано на рисунке 2.9.

Рис.2.9

В приборе n входов, m – выходов. В приборе одновременно можно установить n (если n≤m) или m(n>m) соединений.

С помощью таких КП строятся коммутационные поля АТС. КП могут быть электромеханические и электронные. Способы объединения КП в коммутационные поля большой размерности и процедуры управления такими полями рассматриваются в специальной литературе по автоматической коммутации. Отметим лишь основные способы установления соединений используемые в автоматических системах коммутации.

Прямой способ – установление соединения в КП происходит одновременно с выбором требуемого выхода. Этот способ приводит к непроизводительному занятию приборов когда нельзя установить соединение, если все линии заняты. Поэтому предложен обходной способ – установление соединения отделено от процесса выбора требуемого выхода. Выбор требуемого выхода и соединительного пути осуществляется устройством управления, а прибор лишь реализует функцию соединения.

Для обеспечения связи между абонентами АТС используется специальная система телефонной сигнализации. Эта система включает сигналы трех типов: линейные, управления, информационные (акустические).

Линейные сигналы отмечают основные этапы соединения и передаются по линиям связи в прямом и обратном направлениях с момента времени установления соединения до момента полного освобождения линии. Это могут быть сигналы занятия, отбоя, разъединения. К сигналам управления относятся сигналы, передаваемые между абонентскими аппаратами и управляющими устройствами АТС. Это сигналы набора номера (адресная информация), сигналы о категории вызова, о виде устанавливаемых соединений, запроса аппаратуры определения номера при междугородной связи и т.д.

Информационные: передаются от АТС в ТА: "ответ станции", "занято", "посылка вызова", "контроль посылки вызова". Эти сигналы служат информацией для абонентов о состоянии устанавливаемого соединения.

72

Чтобы пояснить назначение описанных сигналов рассмотрим процедуру установления соединения между двумя абонентами.

При снятии телефонной трубки в АТС поступает сигнал вызова, а из АТС в обратном направлении посылается сигнал "ответ станции", подтверждающий готовность принятия номера вызываемого абонента. При наборе номера адресная информация поступает в АТС. На основе этой информации в коммутационном поле АТС автоматически стоится линия связи между двумя абонентами. После установления связи с линией вызываемого абонента, происходит контроль ее состояния. Если она занята, то в ТА вызывающего абонента поступает из АТС сигнал "занято". После получения этого сигнала вызывающий абонент кладет трубку на рычаг, что является сигналом отбоя для АТС. Если линия свободна, то устанавливается соединительный тракт между телефонами двух абонентов. После этого в линию вызываемого абонента из АТС поступает сигнал "посылка вызова", а в линию вызывающего абонента – сигнал "контроль посылки вызова". Сигналом ответа вызываемого абонента является снятие им телефонной трубки. После снятия трубки сигналы "посылка вызова" и "контроль посылки вызова" в АТС прекращаются и тракт переходит в разговорный режим. После окончания разговора абоненты кладут трубки, что обеспечивает размыкание тракта (в АТС поступают сигналы отбоя). Абоненты могут положить трубки не одновременно. Тогда абоненту, который не положил трубку из АТС подается сигнал "занято", до тех пор пока он не положит трубку.

С учетом сказанного структуру АТС в общем виде можно представить как показано на рисунке 2.10.

Рис.2.10.

73

Каждая абонентская линия (АЛ) снабжается своим абонентским комплектом (АК), через который она включается в коммутационное поле (КП) АТС. Коммутационное поле совместно с устройством управления УУ реализует все описанные выше процедуры установления соединений между абонентами АТС.

Таким образом, мы рассмотрели основные принципы построения аналоговой телефонной системы связи. Рассмотрим теперь цифровые телефонные системы.

Цифровая телефония

Свойства цифровых систем телефонной связи

Цифровые системы телефонной связи обладают рядом положительных свойств, отличающих их от телефонных систем аналогового типа. Этими свойствами являются:

1.Простота группообразования (организация многоканальных систем передачи данных).

2.Простота сигнализации.

3.Возможность использования современной интегральной технологии.

4.Интеграция систем передачи и коммутации.

5.Возможность работы при малых значениях сигнал-шум.

6.Регенерация сигналов.

7.Приспосабливаемость к другим видам обслуживания.

8.Возможность контроля рабочих характеристик.

9.Легкость засекречивания информации.

1.При построении многоканальных систем передачи данных эффективность таких систем по существу обусловлена обменом стоимости оконечных электронных узлов тракта передачи данных на стоимость многих пар проводов в тракте. Этот обмен с каждым годом становится все более выгодным. Используемый в цифровых многоканальных системах метод временного разделения каналов ВРК значительно дешевле метода частотного разделения каналов в аналоговых многоканальных системах. В аналоговых многоканальных системах также может использоваться и достаточно просто метод ВРК. Однако в этом случае узкие аналоговые импульсы сильно подвержены действию помех и искажений и их нельзя, как в цифровых системах, устранить с помощью регенерации.

2.Все управляющие сигналы в телефонной сети (вызов, отбой, цифры адреса и др.) по своей природе являются цифровыми и, следовательно, достаточно просто реализуются в цифровых системах, в то время как для аналоговых систем это является сложной и дорогой процедурой.

3.В настоящее время с развитием ЭВМ появились мощные технологии произ-

74

водства цифровых схем в виде БИС и СБИС, что позволило значительно снизить стоимость таких схем, при наличии у них высоких показателей качества работы. Все это можно использовать при реализации цифровых АТС.

4.Интегрирование систем передачи информации и коммутации за счет использования единого цифрового способа представления и обработки сигналов позволяет исключить каналообразующие блоки аналоговых систем, исключить многократные аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразования, и, тем самым, существенно увеличить качество передачи речи.

5.При передаче цифровых сигналов их амплитуда поддерживается постоянной, что обеспечивает требуемое качество речи при относительно небольших отношениях сигнал/шум.

6.Для цифровых сигналов достаточно просто реализуется процедура регенерации, т.е. восстановление исходной формы импульсов. Наличие таких регенераторов в линии связи позволяет практически исключить ошибки при передаче данных и тем самым увеличить качество передачи речи.

7.Любое цифровое сообщение, независимо от того, было ли оно первоначально представлено в цифровой форме или получилось после преобразования аналоговых сигналов в цифровую форму, может быть представлено в едином формате. Поэтому по линиям цифровой телефонной связи могут дополнительно передаваться любые другие виды данных в цифровой форме.

8.Возможность использования помехоустойчивых кодов позволяет контролировать и исправлять ошибки в передаваемых данных.

9.Простота кодирования цифровой информации методами криптографии. Основной проблемой при построении цифровых систем телефонной связи является преобразование первичных аналоговых сигналов в цифровую форму. Однако эти методы достаточно хорошо изучены и были уже представлены выше. При таком преобразовании используется импульсно-кодовая модуляция непрерывных сигналов. В многоканальных системах цифровой телефонной связи основным является метод временного разделения каналов. Об этом уже было сказано выше.

Для построения цифровых телефонных систем в 1960 году МККТТ и МОС был принят международный стандарт РСМ 64 кбит/с. Этот стандарт предусматривает преобразование аналоговых речевых сигналов в 64 кбит/с цифровой сигнал на основе импульсно-кодовой модуляции. Человеческий голос можно воспроизводить с приемлемым качеством в полосе частот от 200 до 3400 Гц. Согласно теореме отсчетов для преобразования речевых сигналов требуется частота выборок 8 кГц или 8000 выборок в секунду. Каждая выборка представляется цифровым 8-разрядным кодом. Поэтому общая скорость ИКМ сигнала

составит 8000×8 бит = 64 кбит/с. На основе этого стандарта строятся современные цифровые телефонные системы, которые в последнее время реализуются в виде интегрированных систем, позволяющих передавать не только речевую информацию, но и видеоданные, и цифровые данные ЭВМ. Об этом более подробно мы поговорим ниже.

75

2.2. Системы телеграфной связи. Телеграфные коды. Краевые искажения, дробления сигналов и способы борьбы с ними. Синхронизация

и фазирование. Архитектура современных сетей телеграфной связи. Структура типового абонентского пункта

Всистемах телеграфной связи в качестве первичных сигналов используются равномерные двоичные коды, например, Международный Телеграфный код №2, рекомендованный МККТТ. Это пятиэлементный код, с которым мы уже познакомились в разделе 1.6. В нашей стране используются 7-битовые и 8- битовые коды, являющиеся модификацией стандартных международных кодов.

Передача двоичных кодов по каналам телеграфной связи может осуществляться последовательным или параллельным способами.

При последовательном способе каждая кодовая комбинация последовательно бит за битом передается по каналу связи (КС).

При параллельном способе все биты кодовой комбинации одновременно передаются по каналу связи.

Вобоих указанных способах не накладываются какие-либо ограничения на моменты начала передачи элементов кодовой комбинации и их длительность, поэтому эти способы передачи называют асинхронными.

На практике чаще всего в оконечных устройствах систем передачи телеграфных сообщений формирование в источнике сообщений кодовых комбинаций и их воспроизведение в приемнике осуществляется в параллельном коде,

апередача их по каналам связи осуществляется последовательно, как показано на рисунке 2.11.

Рис.2.11.

Для этого в ИС и П имеется распределитель (Р), с помощью которого на передаче осуществляется поочередное подключение элементов кодовой комби-

76

нации а1, …, а5 к каналу связи (КС), а на приеме – поочередное подключение КС к элементам регистрирующего устройства b1, …, b5. Очевидно, что для правильного приема кодовых комбинаций при таком способе передачи необходимо обеспечить одинаковую скорость работы распределителей ИС и П, т.е. синхронность и синфазность (в одинаковой фазе). Поэтому такой способ называется синхронным.

Кодовые комбинации, соответствующие различным символам телеграфных сообщений передаются по каналу связи непрерывно одна за другой, т.е. в приемник поступает непрерывная последовательность единичных элементов кодовых комбинаций. Для правильного их приема и идентификации необходимо определить начало и конец каждого единичного элемента, а также начало и конец кодовых комбинаций. Первая задача реализуется путем синхронизации по элементам, а вторая – путем фазирования по циклу.

Прежде чем перейти к описанию способов синхронизации и фазирования, рассмотрим вопрос о том, к чему приводят нарушения синхронности и синфазности.

Нарушения в аппаратуре передачи телеграфных сообщений приводят к искажению двоичных сигналов, которые бывают двух типов: краевые искажения и дробление.

Под краевыми искажениями понимают смещение значащих моментов (краев) принимаемых элементов относительно их идеального положения. Идеальным считается значащий момент (ЗМ), отстающий от отсчетного ЗМ на целое число единичных интервалов τ0. На рисунке 2.12 а) и б) показана переданная (а) и принятия (б) последовательности с идеальными ЗМ, причем принятая последовательность принята с задержкой канала связи tp.

77

Рис.2.12.

На рисунке 2.12 в) показана последовательность принятая с краевыми искажениями, т.к. ее ЗМ сдвинуты на t1, t2, t3, t4. Краевые искажения приводят к изменению длительности единичных сигналов. Величина ti = |ti| - абсолютное

Под дроблением понимают изменение ЗМ принимаемого сигнала как внутри единичного интервала, так и за его пределами как показано на рисунке 2.13.

78

t

Дробления продолжительностью tg1 и tg2 расположены внутри единичного интервала τ0. Дробление tg3 захватывает два смежных элемента сигнала.

С краевыми искажениями можно бороться методом стробирования сигналов короткими по длине синхроимпульсами следующими, через интервалы τ0. Момент стробирования выбирают обычно в середине элемента сигнала как показано на рисунке 2.14.

Строб

t

Рис.2.14.

Допустимые пределы смещения ЗМ сигнала при стробировании примерно 0.5 τ0.

Максимально допустимая величина краевых искажений, при которой

79

обеспечивается правильный прием единичных сигналов, называют исправ-

ляющей способностью приемника.

Вернемся теперь к вопросам синхронизации и фазирования. Синхронизация – это процесс установления и поддержания требуемых фазовых отношений между ЗМ переданных и принятых единичных элементов.

Под фазированием по циклу понимается процесс автоматического установления такого фазового соотношения между распределителями приемника и передатчика, при котором циклы приема и передачи кодовых комбинаций совпадают.

Наиболее просто указанные процедуры реализуются в стартстопных системах телеграфной связи.

В таких системах для обозначения моментов начала и конца кодовой комбинации вводят специальные фазирующие элементы: стартовый и стоповый как показано на рисунке 2.15.

Старт Стоп

Рис.2.15.

Принцип работы таких систем заключается в том, что в исходном состоянии, в отсутствии передачи сообщений, распределители приемника и передатчика не работают (стоят на "стопе"). С приходом стартового элемента (обычно "0") распределители запускаются, обеспечивая прием кодовой комбинации, и останавливаются с приходом стопового элемента (обычно "1"). В таких системах синхронизацию по элементам можно не применять вообще, т.к. накапливаемое за цикл смещение фазы синхроимпульса, обычно весьма незначительно и полностью ликвидируется при остановке (стопе) распределителей.

После рассмотрения видов двоичных сигналов, способов их передачи, искажения сигналов и методов борьбы с ними, перейдем собственно к системам телеграфной связи.

Структура и принципы функционирования системы телеграфной связи

Основными функциями сети телеграфной связи являются:

• Прием от пользователей, передача и доставка адресатам телеграфных со-

80