3. Использование современной технологии

Мультиплексор или коммутационная схема в случае передачи цифровых сигналов с временным разделением строится на тех же самых базовых схемах, которые используются при построении циф­ровых вычислительных машин, а именно: на логических элементах и элементах памяти. Основной элемент коммутационной схемы — точка коммутации — представляет собой не что иное, как логический элемент И, один вход которого предназначен для передачи инфор­мационных сигналов, а другие — для передачи сигналов управления (сигналов выбора точки коммутации). Таким образом, впечатляющее развитие технологии изготовления цифровых интегральных схем, используемых в качестве логических элементов и элементов памяти в ЭВМ, непосредственно сказывается и на цифровых системах пере-

дачи и системах коммутации. По существу, многие стандартные схе­мы, разработанные для использования в ЭВМ, оказались вполне подходящими для построения коммутационных схем. Основные преи­мущества современной технологии становятся еще более очевидными по мере создания больших интегральных схем (БИС), специально разработанных для реализации функций электросвязи. Впечатляю­щим является и улучшение показателей надежности, стоимости и габаритных размеров, которое достигается при использовании БИС, Ориентированных на выполнение основных функций сети связи [3, 4].

Даже теперь замена аналоговых систем коммутации большой емкости цифровыми системами, реализованными на интегральных схемах малой степени интеграции, оказывается экономически эффек­тивной [5]. Стоимостный анализ в [5] проводился с учетом затрат на аналогово-цифровое и последующее цифро-аналоговое преобразо­вания, необходимые при использовании цифровой системы коммута­ции в аналоговом окружении. Очевидно, что наибольший эффект как в отношении затрат, так и в отношении сложности реализации Может быть достигнут, если цифровые тракты передачи включаются непосредственно в цифровую систему коммутации. В этом случае исключаются затраты на цифро-аналоговое преобразование, связан­ное с использованием аналоговых линий связи, а также на анало­гово-цифровое преобразование, связанное с использованием цифро-нои системы коммутации.

Относительно низкая стоимость и высокие качественные показа­тели работы цифровых интегральных схем позволили использовать их для реализации отдельных узлов коммутационного оборудования, которые оказываются весьма дорогостоящим при реализации на су­ществующих аналоговых элементах. Например, полностью неблоки­рующаяся коммутационная схема в обычном аналоговом варианте практически нецелесообразна, за исключением лишь схем малой ем­кости. В современных же цифровых системах коммутации стоимость i;iмой коммутационной схемы может быть сравнительно небольшой. 11оэтому, если требуется построить систему коммутации средней ем-мюти, то по желанию заказчика можно увеличить значения парамет­ров коммутационной схемы таким образом, чтобы обеспечить работуiистемы без блокировок. Примером цифровой системы коммутации, работающей в аналоговом окружении, является автоматический распределитель вызовов фирмыCollins-Rockwell[6]. Предпочтение »)ыло отдано цифровому варианту коммутационной схемы потому, что именно он позволял, экономически эффективно реализовать режим работы без блокировок^

Выгода, извлекаемая из успехов технологии изготовления сов­ременных электронных элементов, обусловлена не только примене­нием цифровых интегральных схем. Значительный прогресс достиг­нут и в производстве аналоговых интегральных схем, что позволяет получить значительно улучшенную аналоговую реализацию коммута­ционных схем. Одно из главных требований, предъявляемых к ана­логовым компонентам,— их линейность. Оказывается, что быстродей-| кующие цифровые компоненты изготовить легче, чем соответствую-

щие им линейные аналоговые эквиваленты, что связано, в частности, и с трудностями проведения исследований и разработки. Кроме того, оказалось, что цифровая реализация имеет и функциональное преимущество перед аналоговой. Это преимущество вытекает из срав­нительной простоты группообразования цифровых сигналов. Основ­ным препятствием для широкого использования БИС является огра­ниченная возможность доступа внешних выводов к этим электрон­ным приборам. При использовании методов группообразования с временным разделением каналов можно подключить группу каналов к прибору через один вывод. Таким образом, тот же метод, который уже использовался для снижения затрат на линии связи при неболь­шой их длине, может быть применен для минимизации внутренних соединений в пределах одного модуля и, следовательно, для обеспе­чения максимального использования сверхбольшого уровня интегра­ции. В конечном итоге возможен «коммутатор на кристалле», если большое число каналов может быть выведено на относительно малое число внешних выводов.

В настоящее время наиболее многообещающими представляются системы на базе спутников и оптических кабелей связи. Несмотря на то, что существующие системы спутниковой связи базируются на аналоговых методах группообразования с ЧРК, преимущества режи­ма работы, основанного на цифровом параллельном доступе с вре­менным разделением каналов (ПДВРК), показывают, что будущие системы спутниковой связи станут цифровыми [7].

В настоящее время наиболее интенсивно ведутся разработки в области систем передачи с использованием оптического кабеля, ко­торые могут быть применены на местных линиях при высокоскорост­ной передаче сигналов, а также на межстанционных соединительных линиях. Электронные устройства сопряжения с оптическими кабеля­ми (лазеры, свето излучающие диоды, фотодиоды) функционируют, главным образом, в режиме переключения (нелинейном). Хотя для осуществления аналоговой передачи можно было бы использовать методы амплит-удной или широтно-импульсной модуляции, тем не менее основной акцент разработок в области оптических линий связи делается на цифровые методы. Поэтому в случае реализации линии связи на оптическом кабеле становятся однозначно определенными цифровые методы передачи сигналов.