Апаратні засоби цифрової системи передачі

Багато різних систем застосовується в телекомунікаційних мережах для передачі сигналів. Нижче ми розглянемо найбільш вживані апаратні засоби і системи.

Модем – комбінований пристрій, яке включає в себе модулятор і демодулятор. Модеми використовують для передачі цифрових сигналів по аналогових систем передачі. Наприклад, вони використовуються для передачі даних від персонального комп'ютера в аналогових телефонних лініях передачі. Мікрохвильові радіосистеми також іноді називають модемами, тому що вони передають цифрові сигнали по мікрохвильовим радіолінії. Щоб це стало можливим, мікрохвильові радіосистеми виконують операції модуляції і демодуляції сигналів.

Рис. 7.10. Апаратурні засоби і топології цифрових систем передачі

Термінальний мультиплексор при передачі об'єднує, як би «зшиває», низькошвидкісні цифрові сигнали в груповий високошвидкісний сигнал. Принцип його роботи полягає в тому, щоб між відліками одного сигналу вставити відліки інших сигналів.

Проміжні (Доб / вир) мультиплексори. Системи передачі в мережі реалізуються за різними топологіям: «точка – точка», ланцюгової і кільцевої, див. рис. 7.10. Ці топології ефективно працюють, коли тільки мала частина первинних сигналів використовується на проміжних пунктах. Проміжні (Доб / вир) мультиплексори використовуються в цих конфігураціях для того, додати або вирізати невелику частину первинних сигналів в загальному високошвидкісному потоці на проміжних пунктах. Цифрові комутатори (пристрої перехресних з'єднань) являють собою вузли мережі, які перемикають відповідні до них лінії передачі. Це сприяє гнучкості конфігурації систем передачі і всієї мережі, тому за допомогою цих вузлів оператор здатний контролювати з центру управління мережі реальні маршрути руху цифрових потоків. Основні функції комутатора нагадують функції цифрової телефонної станції. Однак робота комутатора контролюється оператором мережі, в той час як комутаціями на телефонній станції управляє абонент за допомогою набору. Крім того комутації на комутаторі виробляються не так часто як на телефонній станції.

Цифрові мережі часто будуються по кільцевій топології для підвищення надійності роботи. У випадку аварії вузли кільця перенаправляють руху цифрових потоків на обхідні шляхи, як показано на рис. 7.10.

Регенератори або проміжні повторювачі сигналів. Регенератори використовуються у випадках, коли довжина лінії передачі є великою. Вони підсилюють ослаблений сигнал, відновлюють його за формою оригіналу і передають далі.

Оптичні системи передачі. Оптичні системи передачі включають в себе два перетворювача на кожному кінці оптоволокна. Перетворювачі перетворять електричний цифровий сигнал в оптичний і назад. Як і інші системи передачі ці системи мають контролюючими функціями, такі як моніторинг нормального функціонування мережі і його порушень. Тому вони легко вбудовуються в єдину цифрову мережу у вигляді її ділянок.

Оптичні лінії передачі передають по скловолокну світло у вигляді імпульсів, вони не використовують світло як несе інформацію коливання, як це має місце у випадку радіохвиль. Проте успіхи напівпровідникової технології зробили можливим використання лазерів, що випромінюють світло строго певної довжини хвилі. Це робить можливим використання оптичних систем передачі з поділом каналів по довжині хвилі. У таких системах по скловолокну паралельно поширюються кілька оптичних сигналів з різними довжинами хвиль.

Мікрохвильова радіорелейна лінія

Мікрохвильові радіорелейні лінії являють собою системи передачі конфігурації «точка – точка», які можуть бути використані замість мідних або оптичних кабальних систем. Вони перетворять цифрові сигнали в радіохвилі і назад. Вони також виконують контролюючі функції для дистанційного керування і моніторингу помилок з центру управління мережею. Рис. 7.11 ілюструє структуру радіорелейної лінії конфігурації «точка – точка», використовуваної в телекомунікаційній мережі.

Мікрохвильова радіорелейна лінія зазвичай працює на радіочастотах в діапазоні від 1 до 40 ГГц. Радіохвилі цих частот фокусуються й передаються між антенами, виконаними у вигляді параболічно вигнутих тарілок. Це робить можливим передачу сигналів на відстань від 2-3 до 50 км в залежності від використовуваної частоти і характеристик антен. Радіохвилі поширюються по прямій лінії від фокуса однієї антени до фокуса інший. Такий вид радіопередачі називають передачею «на відстань прямої видимості».

Рис. 7.11. Секція мікрохвильової радіорелейної лінії

Чим вище частота і чим вище втрати енергії сигналу на поширення, тим менше дистанція між передавальної і приймальної станціями. На дуже високих частотах погодні умови сильно впливають на ослаблення сигналів і якість передачі, вони і визначають прийнятну для передачі смугу частот і максимальну дистанцію. Рис. 7.11 показує, як дистанція між станціями залежить від використовуваних радіочастот

Контрольні питання

1. Назвіть основні елементи структурної схеми системи передачі первинних сигналів

2. У чому полягає частотний спосіб розділення каналів?

3. Яке призначення модуляції сигналів?

4. У чому полягає тимчасової спосіб розділення каналів?

5. Назвіть основні елементи узагальненої схеми передачі сигналів.

6. Перерахуйте апаратурні засоби цифрових систем передачі.

7. Які параметри мікрохвильової радіолінії визначають якість передачі сигналів в ній?