11.4.3 Особенности организации атс с временным разделением каналов

В соответствии с теоремой В.А.Котельникова непрерывный сигнал любой формы можно передавать рядом его дискретных значений с частотой следования f_c ³ 2 F_m. Для звукового спектра 300-3400 Гц частота следования импульсов f_c=6,8 кГц, но её обычно выбирают равной 8 кГц. Между импульсами одного канала можно передавать импульсы других каналов (рис. 11.4.3).

Р ис. 11.4.3. Принцип временного разделения каналов

При временном делении все каналы разделены во времени, что позволяет снизить требования к электронным ключам (ЭК), а информация передаётся по одному общему соединительному тракту.

В системах с временным разделением каналов можно использовать двух и четырёхпроводную систему передачи.

При четырёхпроводной системе цепи приёма и передачи разделены, что обеспечивается с помощью дифференциальных систем (ДС) (рис. 11.4.4).

Р ис. 11.4.4. Структурная схема системы с временным разделением каналов при четырёхпроводной системе передачи

Для компенсации вносимого затухания вводят усилители. Балансный контур (БК) необходим для включения в ДС двухпроводной абонентской линии.

С помощью импульсных последовательностей P_i, совпадающих по времени с положением i-го канала, можно осуществлять связь одновременно нескольких пар ТА. Для устранения влияния импульсов двух рядом расположенных последовательностей между ними вводят защитный временной интервал t_з=0,3-3 мкс. Реально можно организовать от 100 до 1000 импульсных каналов, которые аналогичны шнуровым комплектам обычных АТС.

Для ведения разговора сигнал с выхода соединительного тракта необходимо подать на ЭК вызываемого абонента, где с помощью последовательности импульсов P_i происходит выделение сигнала i-го канала, а потом его демодуляция. ФНЧ на приёмной стороне необходим для выделения низкочастотной составляющей разговорных токов.

Кроме АИМ могут применятся и другие методы модуляции: ШИМ и ФИМ. Для преобразования АИМ в ШИМ или ФИМ используются специальные модуляторы.

Общим недостатком аналоговых методов импульсной модуляции являются жёсткие требования к параметрам линии связи (АЧХ, ФЧХ). При этом чем длиннее тракт передачи, тем больше искажения импульсов.

Для осуществления передачи от одного абонента к другому необходимо совпадение по времени импульсных последовательностей P_i поступающих на ЭК₁ и ЭК_N, что требует наличия системы синхронизации. В таких системах требуются сложные абонентские комплекты с дифференциальными системами, которые вносят дополнительное затухание.

Р ис. 11.4.5. Структурная схема системы с временным разделением каналов при двухпроводной системе передачи

При двухпроводной системе передачи АК будут проще. В общем тракте включают один импульсный усилитель (ИУ) и четыре ЭК (рис. 11.4.5).

На время передачи информация от АК₁ к АК₂ под воздействием последовательности P_i открываются ЭК_А и ЭК_В, а ЭК_С и ЭК_Д закрываются. В случае передачи информации в обратном направлении под воздействием последовательности P_i открываются ЭК_Д и ЭК_С, а ЭК_А и ЭК_В закрываются.

11.4.4 Двухкоординатная коммутация пвп и впв

Для построения коммутационных систем большой ёмкости требуется совместное использование как пространственных, так и временных коммутаторов. Структура коммутационной системы, содержащая два звена: звено временной коммутации (ВК) и звено пространственной коммутации (ПК), изображена на рис. 11.4.6.

Пусть имеется N стандартных потоков (например, по 30 каналов), передаваемых в своих трактах передачи. При этом требуется осуществить соединение k-го канала в 1-м тракте с m-м каналом в N-м тракте. Для этого в ВК осуществляют в запоминающем устройстве ЗУ₁ задержку k-го временного интервала до момента наступления m-го временного интервала. В этот момент открывается ПК и задержанный k-й временной интервал проходит в N-й тракт. При обратном соединении аналогичные операции осуществляются в ЗУ_N, где m-й временной интервал задерживается до момента наступления k-го временного интервала. Запоминающие устройства должны обеспечивать задержку временных интервалов в диапазоне от одного временного интервала до полного цикла. В устройстве управления должна содержаться вся информация о конфигурации звена ВК и ПК.

Р ис. 11.4.6. Структура коммутационной системы с временным и пространственным коммутатором

Эффективным средством уменьшения стоимости КС является выполнение по возможности большего числа операций во ВК. Стоимость операции коммутации во ВК значительно меньше стоимости во ПК, т.к. цифровая память много дешевле, чем цифровые точки коммутации (схемы И). При этом существуют практические ограничения на число каналов, которые могут быть объединены в общем тракте с ВРК: при увеличении числа каналов в ВК длительность канальных импульсов уменьшается и требуется большая полоса пропускания. Тогда уменьшение стоимости КС достигается увеличением числа звеньев ВК и ПК. Обычно используют коммутационные системы ПВП и ВПВ.

Структура коммутационной системы ПВП изображена на рис. 11.4.7.

Рис. 11.4.7. Структура коммутационной системы ПВП

Предполагается, что ПК и ВК однозвенные и не блокирующие. Для установления соединительного пути через коммутационную систему ПВП требуется определение блока ПК1, в котором имеется доступ к входному тракту 1 в период временного интервала k, когда поступает информация. Кроме того необходим доступ к выходному тракту N в ПК2 в период временного интервала m, когда информация считывается из памяти ЗУ₂, которая была свободна от k-го до m-ого интервала времени. При этом гибкость выбора ячеек ЗУ обеспечивает уменьшение внутренних блокировок. Структура коммутационной системы ВПВ изображена на рис. 11.4.8.

Рис. 11.4.8. Структура коммутационной системы ВПВ

Требуется осуществить соединение 3 канала в 1-ом тракте с 17-м каналом в N-м тракте. Информация, поступающая по первому тракту в 3-м канале, задерживается в ЗУ₁₁ (ВК₁), пока не будет определен свободный путь через ПК на N-й тракт. Здесь эта информация будет храниться в ЗУ_2N до тех пор, пока не поступит временной интервал 17, в котором требуется осуществить приём информации.

Особенностью коммутационной системы ВПВ является то, что ПК работает в разных временных интервалах с внешними трактами ВРК.

Структура КС ВПВ более сложная, чем ПВП, что требует усложнения УУ, т.к. в коммутационной системе ВПВ используется временная концентрация, а в коммутационной системе ПВП – пространственная. Зависимости сложности реализации схем ПВП и ВПВ от вероятности использования входящих каналов Р имеет вид, изображённый на рис. 11.4.9.

Рис. 11.4.9. Зависимости сложности реализации схем ВПВ и ПВП

При Р < 0,25 выгоднее схема ПВП, а при Р > 0,25 сложность схемы ВПВ меньше, чем схемы ПВП. Выбор конкретной архитектуры коммутационной системы зависит от требований к модульности конструкции, простоты организации тестирования и лёгкости наращивания ёмкости. Схемы ПВП требуют более простое УУ, чем ВПВ, но при увеличении ёмкости выгоднее схемы ВПВ. Если ПК в схеме ВПВ становится слишком большим по ёмкости, то для уменьшения точек коммутации используют схемы ВПППВ.