Классификация сетей электросвязи (стр. 16 )

четырёхпроводная система; двухпроводная система с частотным разделением направлений передачи; двухпроводная система с временным разделением направлений передачи; двухпроводная система с адаптивными эхокомпенсаторами.

Четырёхпроводная система. Эта система первоначально внедрялась на цифровых абонентских сетях для предоставления абонентам нетелефонных услуг при двусторонней независимой передаче цифровой информации.

Достоинства цифровой передачи по четырём проводам заключаются в довольно свободном подключении абонентских терминалов, находящихся на значительном удалении друг от друга и от опорной станции, а также в простоте схемных решений. Система достаточно устойчива к переходным помехам, позволяет перекрыть большой диапазон изменения затухания линии без регенерации сигнала.

Однако она характеризуется низким использованием передаточных возможностей кабеля. Учитывая, что высокоскоростная передача по абонентской сети цифровых АТС, как правило, не требуется, это делает систему экономически невыгодной. В связи с этим данная система имеет ограниченное применение, в частности для пользователей в учреждениях.

Двухпроводная система с частотным разделением направлений. По сути дела это двухпроводная двухполосная система связи, в которой необходимо иметь полосу в два раза шире полосы передаваемой информации для одного канала. Реально реализованные системы этого класса имели несколько иную структуру, основным отличием которой было использование дифсистем, что позволяло уменьшить взаимное влияние направлений передачи. Передача информации ведётся бифазным кодом.

       Однако, из-за сложности реализации фильтров на БИС и СБИС такие системы не получили широкого применения.

Двухпроводная система с временным разделением направлений. В системе с временным разделением направлений интервалы для передачи и приёма разделены во времени. При передаче от станции к абоненту цифровой сигнал накапливается в буферном запоминающем устройстве и затем считывается в виде непрерывной последовательности цифрового сигнала.

Передача сигналов от абонента на станцию происходит аналогичным образом в виде пакетов с использованием незанятого временного интервала. Этот метод получил название «пинг-понг» (или метод с поочерёдным переключением направлений).

Благодаря тому, что скорость передачи по кабелю в два раза больше скорости передачи сигналов источника (сигналы пакетов станции передаются в кабель полностью синхронизированными по фазе), устраняется переходное влияние на ближнем конце, что было затруднительно при четырёхпроводной передаче.

Однако, реализация метода «пинг-понг» с наименьшими затратами имеет один недостаток – небольшую зону действия (около 2 км). Поэтому для организации системы с большой ёмкостью и большой протяжённостью используют различные методы компрессии во времени. Более того, если осуществить синфазную передачу по одному и тому же кабелю, то даже при наличии нескольких трактов типа «пинг-понг» с разными скоростями передачи, можно значительно увеличить протяжённость линии.

В двухпроводном тракте с временным разделением направлений передачи, обеспечивающего полный дуплексный режим работы, осуществляется передача в виде пачек импульсов между абонентским полукомплектом АПК и станционным полукомплектом СПК, которым заканчивается цифровая абонентская линия.

Переключение станционного и абонентского оборудования на режимы передачи или приёма осуществляется коммутаторами К по сигналам, получаемым от устройства синхронизации (СИНХР). Стыки информационных потоков на обоих концах осуществляются по 4-проводной схеме. Входящая цифровая информация записывается в ЗУ и преобразуется передатчиком в короткие пачки цифровых сигналов, которые с более высокой скоростью передаются по линии. Скорость передачи пачек должна быть такой, чтобы эффективная скорость передачи была равна или превышала скорость цифрового потока на входе, иначе часть информации будет потеряна.

Важной задачей для системы с временным разделением направлений является выбор скорости передачи и длины пачки. Скорость передачи с одной стороны ограничивается пропускной способностью среды передачи, а с другой – определяется требованиями организуемых  услуг связи. Цифровые ТА в первую очередь должны обеспечивать услуги телефонной связи, для  которых требуется скорость 64 Кбит/с, принимаемая за основу при проектировании цифровых телефонных сетей. Однако эта скорость может быть значительно снижена при использовании методов дифференциального и адаптивного кодирования речи, что также позволяет увеличить длину линии связи.

Двухпроводная система с адаптивными эхокомпенсаторами. Как уже упоминалось ранее, для разделения направлений передачи цифровых сигналов могут использоваться дифсистемы. При этом используется тот факт, что при согласовании выходного сопротивления передатчика с комплексным сопротивлением линии, амплитуда сигнала в линии будет равна половине амплитуды передаваемого сигнала. Поэтому принимаемый сигнал может быть получен путём вычитания половины выходного сигнала передатчика из суммарного сигнала в линии.

Однако стандартные дифсистемы не могут обеспечить полного разделения трактов передачи и приёма. Чтобы сохранить требуемые характеристики по переходному затуханию на ближнем конце в широкой полосе частот, вводятся эхокомпенсаторы ЭХК, которые препятствуют проникновению импульсов из тракта передачи в тракт приёма.

Кроме этого, поскольку определяющее значение на качество передачи оказывает переходное влияние на ближнем конце, то при балансировке дифсистем большое значение имеет протяжённость линий передачи. Положение осложняется также наличием проводов различного диаметра и кабелей различных марок, имеющих различные характеристики, в составе одной абонентской линии. Для компенсации разброса величины входного сопротивления абонентской линии в цифровых абонентских линиях предусматривается автоматическая подстройка балансного контура дифсистемы. Однако в этом случае технически очень трудно устранить межсимвольную интерференцию, обусловленную несовершенством АРУ, автоматического корректора отражённого сигнала и системы регулирования собственно эхокомпенсатора.

Для преодоления трудностей, связанных с передачей цифровых сигналов по абонентским линиям, были предложены цифровые дифсистемы, объединённые с цифровыми эхокомпенсаторами. Последние обеспечивают подавление эхосигналов не менее чем на 45 дБ. Поэтому применение их на абонентских линиях особенно целесообразно. 

4.7.4 Принципы построения коммутационных полей

Принципы построения и структура коммутационных полей телефонных станций определяются принятым способом коммутации (пространственным или временным), типом используемых коммутационных приборов и числом входящих и исходящих линий.

4.7.4.1 Наиболее типичным является построение коммутационных полей декадно-шаговых АТС.

Простейшая АТС на десять номеров может быть построена с помощью десяти шаговых искателей (Рис. 4.8). Телефонный аппарат каждого абонента через абонентскую линию подключается к подвижным контактам (щеткам) своего искателя. Одноименные выходы искателей запараллелены, т. е. контакты с одноименными номерами объединены в отдельные цепи и к каждой подключается АЛ. Номер АЛ соответствует номеру контактов, к которым она подключена. При установлении соединения щетка искателя вызывающего абонента под действием импульсов от номеронабирателя телефонного аппарата подключается к неподвижному контакту, соответствующему номеру вызываемого абонента. По завершении разговора щетка устанавливается в исходное состояние.

Рис.4. 8. Структурная схема шаговой АТС на десять номеров

Искатели, в контактное поле которых включаются абонентские линии, называются линейными ЛИ. Совокупность искателей, выполняющих одинаковые функции в процессе установления соединения на станции, называются ступенью искания. В данном случае станция имеет одну ступень линейного искания.

Телефонную станцию на 100 номеров можно построить, используя 100 штук ДШИ. Каждая АЛ подключается к щеткам своего ДШИ и к одноименным контактам поля всех 100 искателей. Абоненты имеют двухзначные номера. Построение АТС по принципу непосредственного включения абонентских линий в ЛИ типа ДШИ является неэкономичным, так как требует большого числа дорогостоящих искателей, используемых, к тому же, весьма неэффективно. Дело в том, что как показывает практика, одновременно ведут переговоры не более 20 из 100 абонентов станции. Следовательно, работают 20 ДШИ, а остальные 80, как правило, простаивают.

Для лучшего использования ДШИ их делают общими, т. е. представляют абонентам только на время разговоров. Это достигается введением в схему ступени предварительного искания (ПИ) для каждой АЛ (Рис. 4.9). С помощью ступени ПИ обеспечивается подключение АЛ к любому из свободных ЛИ. На ступени ПИ используются простые и сравнительно недорогие шаговые искатели. АЛ подключаются к щеткам ПИ и многократно к определенным ламелям (неподвижным контактам) контактного поля ЛИ. Станция на 100 номеров имеет 100 ПИ (ШИ) и 10 ЛИ (ДШИ).

Рис. 4.9. Структурная схема декадно-шаговой АТС на 100 номеров со ступенью ПИ

При установлении соединения ПИ автоматически отыскивает и подключает свободный ЛИ к линии вызывающего абонента. Данный процесс называется свободным исканием. Поступающие от телефонного аппарата вызывающего абонента импульсы двухзначного номера управляют работой ДШИ, в результате устанавливается требуемое соединение.

Емкость рассмотренных АТС определяется емкостью контактного поля искателей. Однако увеличение емкости контактного поля искателей ограничены конструктивными сложностями и их стоимостью. Поэтому максимальная емкость реальных ДШИ не превышает 100 выходов.

Увеличение емкости декадно-шаговых АТС при заданной емкости искателей достигается за счет введения дополнительной ступени группового искания ГИ между ступенями ПИ и ЛИ. Сущность группообразования заключается в том, что общая емкость АТС делится на группы, емкость которых равна емкости контактных полей ЛИ. Ступень ГИ производит выбор группы, в которой находится линия вызываемого абонента. На ступени ГИ используются такие же искатели, что и на ступени ЛИ. Так емкость АТС на 1000 номеров делится на 10 групп по 100 линий в группе. Применяется трехзначная нумерация АЛ.