7. Регенерация сигнала

Как будет более детально описано в следующей главе, пред-гтавление речевого сигнала (или любого другого аналогового (сигнала) в цифровой форме связано с преобразованием аналогового (сигнала, описываемого непрерывной функцией времени, в последо­вательность значений ее дискретных отсчетов. Величина каждого (дискрета представляется некоторым числом двоичных информа­ционных символов. При передаче каждый двоичный символ пред­ставляется одним из двух возможных значений сигнала (например, | наличие, импульса — отсутствие импульса, импульс положительной | полярности—импульс отрицательной полярности). Задача при­емника—решить, какое дискретное значение имел переданный | сигнал, и представить полученное сообщение в виде последователь-|ности отсчетов, дискретные значения которых были закодированы |в двоичной форме. Если в процессе передачи к сигналу добавля-| ется лишь небольшого уровня шум, помеха или искажения, то | двоичная информация, поступающая в приемник, идентична дво­ичной последовательности, которая генерируется в процессе коди­рования на передающем конце. Как показано на рис. 2.3, процесс передачи информации, даже несмотря на некоторые искажения, практически не изменяет основных характеристик информации. Конечно, если искажения окажутся настолько большими, что

приведут к заметным изменениям сигнала, то возникнут ошибки в распознавании дискретов и, следовательно, поступающая на вход приемника информация не будет идентична исходной.

Главным достоинством цифровой системы является то, что вероятность возникновения ошибки в линейном тракте можно сделать весьма небольшой, вводя регенераторы в промежуточных точках линий передачи. Если эти точки разместить достаточно близко, то промежуточные узлы будут выявлять и регенерировать цифровые сигналы прежде, чем искажения, возникающие в самом канале, достигнут такого уровня, который приведет к ошибкам при приеме. Как будет показано в гл. 4, суммарную вероятность ошибки при передаче от одного оконечного устройства до другого можно сделать сколь угодно малой, включая в линию передачи достаточное число регенераторов.

Самая непосредственная выгода, получаемая при использовании процесса регенерации, состоит в возможности локализации резуль­татов воздействия помехи на сигнал. До тех пор пока искажения на каком-либо конкретном участке регенерации линии передачи не приводят к ошибкам, влияние этих искажений исключается. В противоположность этому в аналоговых системах происходит накопление помех и искажений по мере прохождения сигнала от одного участка к другому. Отдельные подсистемы большой анало­говой сети связи следует проектировать так, чтобы был возможен тщательный контроль характеристик передачи, который позволил бы обеспечить приемлемое качество передачи сигнала от одного оконечного устройства до другого. С другой стороны, отдельные системы цифровой сети должны быть спроектированы так, чтобы обеспечить некоторый минимум вероятности возникновения ошиб­ки — обычно это легко реализуемая задача.

Если число пунктов регенерации в проектируемой полностью цифровой сети достаточно для того, чтобы исключить ошибки в канале, то качество передачи в сети связи определяется лишь процессом преобразования сигнала в цифровую форму, а не системой передачи. Процесс аналого-цифрового преобразования принципиаль­но влечет за собой нарушение точности воспроизведения сигнала, поскольку он заключается в представлении непрерывного аналогового сигнала источника дискретными отсчетами. Однако, выбирая достаточное число дискретов, можно осуществить преобразование аналогового сигнала с ошибкой, не превышающей требуемого значения. Увеличение точности требует большего числа битов при кодировании и, следовательно, более широкой полосы частот для передачи. Следовательно, цифровая система передачи просто

обеспечивает определенный компромисс между качествомпередачи

и шириной полосы (аналогичный компромисс существуетпри час­тотной модуляции аналогового сигнала).