Телефонные сети их использование

Теория

Обычные телефонные сети называют — ТфОП (телефония общего пользования). В англоязычной литературе можно встретить аббревиатуру PSTN (коммутируемая телефонная сеть общего пользования) или POTS (старый плоский телефонный сервис). Совместимость телефонных сетей на международном уровне реализована с помощью усилий международного комитета по стандартам в сфере телеграфии и телефонии МККТТ (щас ITU).

Стандартная телефонная сеть реализует пропускание сигнала между абонентами с диапазоном частот до 3,1 кГц. Для свази между абонентами реализуется проводной канал, по которому сигналы от обоих абонентов во время разговора идут во встречных направлениях одновременно. Телефонное оборудование содержит специальные механизмы разделения сигналов и эхоподавления, которые предотвращают прослушивание абонента своего же разговора. Телефонная сеть так же имеет свою систему сигнализации, которая реализует определение снятие трубки абонентом, коммутация вызова, установка соединение по ответу абонента, разъединение. В продвинутых телефонных аппаратах возможны также дополнительные функции, к примеру определение номера — АОН.

Телефонная сеть имеет много станций, которые выстроены в иерархическую топологию между собой. Коммутаторы таких станций создают путь между АТС вызываемого и вызывающего абонента. Магистральные каналы связи между телефонными станциями должны реализовывать одновременную транспортировку большого количества данных. Выделять для каждого соединения отдельный канал очень расточительно, и для эффективной реализации физических каналов реализуют следующие методы. Самый первый способ был методом частотного уплотнения каналов (FDM) — по одному кабелю можно транспортировать много каналов, где низкочастотный голосовой сигнал модулировал сигнал высокочастотного генератора. Каждый канал содержит свой генератор. Частоты этих генератором разнесены друг от друга настолько, что бы транспортировать сигналы в полосе до 3,1 кГц с нормальным уровнем разделение друг от друга. Аналоговые схемы для реализации такого метода очень капризны, у них падает качество транспортировки и увеличивается уровень помех при изменении температуры, влажности и тд.

В следствии чего, для магистральных транспортировок стали реализовывать цифровые методы. Аналоговые сигналы на телефонной станции принимались от абонентов и оцифровывались. В цифровом варианте они передавались на телефонную станцию адресата. На той станции сигнал переобразовывался в аналоговый сигнал и передавался абоненту. Цифровая передача сигналов меньше подвержена помехам, причем в теории с увеличением дальности передачи качество не теряется, относительно аналоговых сигналов. Для голосовой связи принята частота квантирования 8 кГц с полосой пропускания в 3,1 кГц ( по теореме Котельникова она должна быть минимум в 2 раза больше максимальной частоты преобразуемого сигнала). Добротный динамический диапазон реализуется при 8-битном изменении. В итоге получается, что каждая телефонная линия требует скорости транспортировки информации в 64 кбит/с (8бит * 8 кГц). Такой метод оцифровки описан в стандарте G.711.

Часто для транспортировки сигнала ограничиваются и 7-битными кодировками, где 8-ой бит идет для целей сигнализации. В сетях ISDN преобразователи АЦП и АЦП реализованы в абонентские телефонные аппараты, что увеличивает качество передачи связи. Цифровые потоки от многих абонентов на телефонных станциях мультиплексируются в линии разной емкости. На конце канала реализуется демультиплексирование. Мультиплексирование реализуется с помощью разделение во времени — TDM. Каждому абонентской линии отводится тайм-слот — интервал времени, на протяжении которого транспортируются данные этой линии.

Смотрите также: