Объединение и разделение каналов по времени и частоте

Сущность любого способа объединения заключается в том, что информация, содержащаяся в поступающих потоках, записывается в запоминающее устройство, а затем поочередно считывается в моменты, отводимые ей в объединенном потоке.

Операция разделения потоков является обратной операции объединения. Информация объединенного потока записывается в запоминающее устройство совместно используемого потока, а затем считывается со скоростями, равными скоростям объединенных потоков.

Различают объединение синфазно-синхронных, синхронных и асинхронных потоков.

При синфазно-синхронном объединении совпадают скорости и начало отсчета.

При синхронном объединении – совпадают скорости, а начала отсчета смещены друг относительно друга. Это заставляет добавлять в объединенный поток специальный синхросигнал, который указывает порядок объединения.

В случае объединения асинхронных потоков помимо синхросигнала вводится также информация, обеспечивающая согласованность скоростей объединяемых потоков.

Аналоговые каналы передачи данных

Наиболее распространенным типом аналоговых каналов являются телефонные кабели общего пользования. В этих каналах полоса пропускания составляет 0,3-3,4 кГц, что соответствует тембру человеческой речи.

Для передачи дискретной информации по каналу тональной частоты необходимы устройства преобразования сигналов, которые согласуют характеристики дискретных сигналов и аналоговых линий. Согласование параметров сигналов и среды при использовании аналоговых каналов осуществляется с помощью воплощения сигнала, выражающего передаваемое значение, в некотором процессе, приспособленном к реализации в данной среде и называемом – переносчиком.

Переносчик в системах связи представляется электромагнитными колебаниями определенной частоты.

Изменение параметров переносчика (несущей частоты) по закону передаваемого сообщения называется модуляцией. Если это изменение относится к амплитуде, то модуляцию называют амплитудной, к фазе – фазной, к частоте – частотной.

При приеме сообщения предусматривается обратная процедура извлечения полезного сигнала из переносчика, называемая – демодуляция.

Модуляция и демодуляция выполняются в устройстве, называемом модемом.

Амплитудная модуляция

При амплитудной модуляции (А-модуляции) на входы модулятора поступают сигнал ν и несущая u. Если сигнал представляет собой гармонические колебания , то на выходе нелинейного элемента будут следующие модулированные колебания.

где:

– коэффициент модуляции

Если сигнал занимает некоторую полосу частот, то в спектре модулированного сигнала появляются две боковые полосы. Во избежание искажений необходимо условие ω>> ν, т.е. несущая частота значительно больше модулируемой частоты.

Достигаемые при А-модуляции скорости передачи данных остаются достаточно низкими, а повысить их можно с помощью квадратурно-амплитудной или Ф-модуляции за счет того, что вместо двоичных модулируемых сигналов используются дискретные сигналы с большим числом возможных значений.

Лекция №4 (19 сентября 2008)

Фазовая модуляция

Фазовая модуляция двумя уровнями сигнала осуществляется переключением между двумя несущими, сдвинутыми на половину периода друг относительно друга.

Существуют также другие варианты изменения фазы при фазовой модуляции.

Квадратурно-амплитудная модуляция

Основана на передачи одним элементом модулируемого сигнала нескольких бит информации, где количество бит, как правило, составляет от 4-х до 8-ми. Тем самым используется от 16 до 256 дискретных значений амплитуды. Однако, для реализации квадратурно-амплитудной модуляции требуется низкий уровень помех в канале связи.

Цифровые каналы передачи данных

Различают несколько каналов связи основанных на цифровых каналах передачи данных. В качестве основных каналов передачи данных в Северной Америке и Японии применяют стандартную многоканальную систему Т1 или (DS(Digital Signal)-1). Она включает в себя 24 цифровых канала, называемых DS-0, со скоростью передачи 64 КБ/с каждый. В Европе более распространена аппаратура Е1 с 32-мя каналами по 64 КБ/с. Применяются также каналы Т3, состоящие из n-го количества каналов Т1 со скоростью передачи 45 КБ/с и каналы Е3 из n-го количества каналов Е1 со скоростью передачи 34 КБ/с. В каналах Е1 используется временное мультиплексирование, все 24 канала передают в мультиплексор по 1-му байту, образуя кадр с добавлением одного бита синхронизации, 24 кадра составляют супер кадр, в котором имеется контрольный код и синхронизирующая информация. Сборку информации из нескольких линий и ее размещение в магистрали Т1осуществляет мультиплексор. Канал DS-0 соответствует одной из входных линий, таким образом, осуществляется коммутация каналов. В тоже время, некоторые мультиплексоры позволяют маршрутизировать потоки данных, направляя их в другие мультиплексоры. При обычном мультиплексировании каждому соединению выделяется определенный слот, например, канал DS-0. Если это слот нигде не используется из-за низкой загрузки канала по этому соединению, а по другим соединениям трафик значителен, то общая эффективность такой системы достаточно низка. Динамически перераспределять слоты можно при помощи так называемых статистических мультиплексоров. В этом случае весь канал Т1 или его часть отдается одному соединению с указанием адреса назначения.