По способам передачи инфы волоконно-оптические системы передачи (ВОСП), как и все остальные системы связи, можно поделить на две категории: системы с цифровым способом передачи инфы — цифровые ВОСП И и системы, в каких информация передается в виде аналоговых сигналов. Так как цифровые системы связи в текущее время получили обширное распространение, представляется целесообразным большее внимание уделить таковым системам.
В современных сетях и линиях связи посреди различных видов услуг основной вид — это телефонные услуги. Согласно требованиям ГОСТ и нормам интернационального комитета ITU-T начальный аналоговый телефонный канал занимает полосу передаваемых частот от 400 до 3400 Гц. Но в таком аналоговом виде он передается лишь от АТС к абоненту и назад. Поточнее, сигнал на абонентском участке является смешанным — сигналы посылки номера абонента и отбой являтся цифровыми, а речевой сигналчисто аналоговый.
Плезиохронный способ цифровой передачи.
Плезиохронная цифровая иерархия — ПЦИ (PDH). По соединительным линиям меж АТС, городским, зоновым и магистральным линиям сообщения передаются в цифровой форме. Для этого аналоговый телефонный сигнал подвергается преобразованию в цифровой поток способом импульсно-кодовой модуляции (ИКМ). Сущность этого способа состоит в последующем.
Аналоговый электронный сигнал разбивается (дискретизируется) на равные толики по амплитуде и по времени. После чего отдельные подборки, последующие временами с частотой дискретизации, передаются в виде импульсов. Подборки амплитуд дискретизируются (квантуются) на равные части, в итоге чего же значениям выборок соответствуют численные значения в виде двоичных знаков (бит). Для телефонных сигналов информация о амплитуде передается двоичным кодом, состоящим из 8 бит.
Наибольшая частота дискретизации по времени определяется верхней граничной частотой телефонного канала, которая по ГОСТ принята равной 4 кГц. По аксиоме Котельникова, частота дискретизации аналогового сигнала по времени fд равна двойной верхней частоте диапазона этого сигнала, т. е. /д 2fв 8 кГц. Двоичный код из 8 бит соответствует 256 (28) квантованным уровням амплитуды аналогового сигнала. При частоте дискретизации 8 кГц и 8 битах инфы о амплитуде полное количество бит за секунду выходит равным 64 кбит/с.
Таковой сигнал представляет собой последовательность импульсов, дли-тельность и частота следования которых определяются способом кодировки. При всем этом амплитуда и форма (почаще всего прямоугольная, а поточнее, трапецеидальная) остаются неизменными.
В итоге преобразования аналогового сигнала в цифровой он преобразуется в поток инфы в виде двоичных знаков (бит) со скоростью передачи 64 кбит/с. Канал, в каком передается таковой цифровой поток, получил заглавие «Основной цифровой канал» (ОЦК) либо по интернациональной систематизации DSO. Из произнесенного выше понятно, что 64 кбит/с это скорость, соответственная одному телефонному каналу. В имеющихся линиях и сетях связи передается сразу огромное количество (группа) таковых каналов.
Как следует, по всем линиям, кроме абонентского участка, передается групповой цифровой сигнал. Он формируется способом временного разделения каналов, состоящим в том, что импульсы основного цифрового потока DSO квантуются по времени на наиболее недлинные импульсы, которые потом с надлежащими временными сдвигами размещаются в один ряд, образуя новейший цифровой поток (частота, с которой происходит временное квантование, именуется тактовой). Для следующего выделения (разделения) каналов на приеме в этот цифровой поток на границах импульсов, соответственных каждому основному каналу, добавляются идентификационные синхроимпульсы. Таковым образом", в групповом канале скорость передачи инфы возрастает зависимо от количества главных каналов. Операция образования группового цифрового потока инфы из ряда главных каналов DSO получила заглавие мультиплексирования с временным разделением каналов.
В соединительных линиях связи меж АТС в текущее время почаще всего используются коды HDB3 и AMI. В согласовании с нормами ITU-T и ГОСТ РФ на этих линиях в европейских странах и странах Латинской Америки передается 30 телефонных (т. е. главных) каналов DSO. Не считая этого, в групповом линейном потоке передается еще два доп канала сигнализации и управления. Таковым образом, практически количество передаваемых каналов п 32. Перемножение количества каналов (32) на скорость основного канала (64 кбит/с) дает скорость передачи группового цифрового потока, равную 2048 кбит/с (2,048 Мбит/с). В США и Канаде аналогичный канал имеет скорость 1544 кбит/с (24 канала DSO). Характеристики систем с этими скоростями стандартизированы документами МСЭ-Т (1TU-T) соответственно Рек. G.733 и G.732. Если начальный цифровой (абонентский) канал 64 кбит/с именуется главным (ОЦК либо DSO), то групповой цифровой канал со скоростью 2048 (либо 1544) кбит/с именуется первичным цифровым каналом (ПЦК либо DS1).
Разумеется, что количество телефонных каналов, равное 30 (24), в особенности при передаче в региональных, а тем паче в магистральных линиях, совсем недостаточно. Потому международными соглашениями было установлено, что скорость передачи ПЦК и каждого канала следующего порядка может быть увеличена при помощи мультиплексирования с коэффициентом, кратным 4. При всем этом употребляется этот же способ временного квантования импульсных последовательностей мультиплексируемых сигналов с новейшей, наиболее высочайшей (в 4 раза) тактовой частотой, которая может быть не синхронизированной с тактовой частотой начальных каналов ПЦК (либо каналов предшествующего порядка). Таковым образом выходит ряд скоростей передачи инфы: 2048, 8448, 34368, 139264 и 564992 кбит/с. Из приведенного ряда видно, что значения скоростей не точно кратны четырем. Разъясняется это тем, что для идентификации групп каналов (либо блоков, пакетов, контейнеров) вводятся доп биты, нарушающие обозначенную выше кратность.
Совместно с тем, по числу главных каналов (DSO), которые передаются в групповых потоках с перечисленными выше скоростями, кратность четырем соблюдается верно: 30 (DSO) — 120 — 480 — 1920 — 7680. Перечисленные скорости образуют иерархический ряд либо цифровые иерархии. Для государств Европы и Латинской Америки любая цифровая иерархия получила свое обозначение:
Первичная цифровая иерархия — ПЦИ (2048 кбит/с) Е2
Вторичная цифровая иерархия.
ВЦИ (8448 кбит/с) ЕЗ
Третичная цифровая иерархия.
ТЦИ (34368 кбит/с) Е4
Четверичная цифровая иерархия.
ЧЦИ (139264 кбит/с)
Е5 Пятеричная цифровая иерархия.
ПЦИ (564992 бит/с)
Отметим, что в перечисленных иерархиях скоростей передачи тактовые частоты примыкающих уровней, а тем паче удаленных, не непременно должны быть синхронизированы. Не считая того, частоты дискретизации в различных каналах также могут различаться на маленькую величину. При всем этом употребляется внутренняя синхронизация в личных каналах. В таковых системах в процессе мультиплексирования для сглаживания скоростей либо тактовых частот добавляются (либо изымаются) доп биты. В итоге на выходе мультиплексора формируется синхронизированная цифровая импульсная последовательность, скорость которой в 5 раз выше, чем в личных каналах(п кратно 4). Такие системы получили заглавие плезиохронных (плезио — практически) цифровых систем передачи, а цифровая иерархия плезиохронная цифровая иерархия ПЦИ (PDH).
Приведенные выше системы ПЦИ были сначало разработаны для линий связи, в каких средой распространения групповых сигналов являлись или электронный (железный) коаксиальный кабель, или радиорелейные полосы. Для таковых линий передачи была разработана соответственная аппаратура иерархий Е1 — Е4. В этих линиях связи вследствие малой полосы пропускания и огромного затухания коаксиальных кабелей длина регенерационного участка для Е1 — Е2 не превосходила 5 км, а для Е4 и того меньше — 1,5.2 км.
Такие полосы связи были чрезвычайно дорогими и широкого распространения не получили (в особенности это относится к Е4). Полосы связи на коаксиальном кабеле для скорости 64992 кбит/с (Е5) имели регенерационный участок наименее 1,5 км и из-за чрезвычайно высочайшей цены не получили предстоящего развития, малая длина реге-нерационных участков для Е4 и Е5 — не единственная причина того, что Е4 не получила широкого распространения в кабельных линиях на базе обычных (железных) кабелей, а Е5 не получила предстоящего развития. 2-ая, более принципиальная причина обозначенного выше происшествия связана с чертами плезиохронных систем передачи. Отсутствие общей твердой синхронизации тактовых частот разных уровней Е1 — Е5, также добавление (либо изъятие) вставок (стаффингов) в виде доп бит в соответственный код для сглаживания кодовых композиций приводят к невозможности выделения на каком-либо промежуточном 5-тизоновой либо магистральной полосы канала DSO либо, скажем, DS1 из потока, к примеру, уровня ЕЗ либо Е4 без полного демультиплексирования группового информационного потока. И если для уровня Е2 эта процедура не является сложной задачей и стоимость аппаратуры, осуществляющей эту операцию, увеличивается не координально, то для уровня ЕЗ стоимость подобных устройств значительно растет, а для уровней Е4 и Е5 в связи с необходимостью резкого увеличения быстродействия электрических устройств эта стоимость растет до неприемлемых величин.
Развитие другой среды распространения сигналов, переносящих информацию, оптического волокна, в каком носителем инфы является не электронный ток, а оптическое излучение (поток фотонов), позволило неоднократно прирастить длину регенерационных участков. Так, для иерархии ПЦИ Е1 и Е2 длина регенерационного участка возросла до 200 км, а для ЕЗ и Е4 — наиболее 100 км. При всем этом из-за неоднократного уменьшения числа ретрансляторов стоимость плезиохронных систем передачи для уровней Е1 — Е4 очень значительно снизилась, по этому такие системы для ВОЛС получили обширное распространение