TEMAT 2

Systemy komutacyjne.

Metody komutacji i synchronizacji w kanałach telekomunikacyjnych.

Podstawy budowy aparatów, łącznic i central telefonicznych

Łańcuch telekomunikacyjny - zespół dwóch aparatów przetwórczych i zawartego między nimi kanału telekomunikacyjnego.

Kanał telekomunikacyjny - zespół urządzeń technicznych służących do przesyłania sygnałów elektrycznych na odległość.

System telekomunikacyjny - przesyłanie informacji między stacjami końcowymi, za pomocą urządzeń transmisyjnych i komutacyjnych.

Węzeł komutacyjny - zapewnia połączenie między żądanymi w danej chwili stacjami końcowymi (np. aparatami abonenckimi).

Są cztery podstawowe metody komutacji:

1. komutacja łączy (kanałów);

2. komutacja wiadomości;

3. komutacja pakietów;

4. komutacja ATM.

1. Komutacja łączy - tworzenie, na żądanie, między dwiema lub więcej stacjami końcowymi drogi połączeniowej będącej do ich wyłącznego użytku aż do chwili rozłączenia.

Komutacja łączy - dwukierunkowa transmisja informacji (dupleks), komutacja kanałów - jednokierunkowa transmisja informacji (simpleks).

Połączenie między stacjami końcowymi (np. aparatami telefonicznymi) jest tworzone przez zajmowanie kolejnych odcinków drogi połączeniowej (kanałów) między węzłami sieci telekomunikacyjnej znajdują­cymi się między tymi stacjami.

Zajmowanie odcinków drogi odbywa się zgodnie z informacjami wysyłanymi przez stację inicjującą połączenie. Po zestawieniu całej drogi połączeniowej ze stacji docelowej wysyłany jest sygnał o utworzeniu łącza i odbiór tej informacji przez stację inicjującą stanowi początek połączenia.

Zalety:

• małe i stałe opóźnienia informacji przesyłanych między stacjami końcowymi już po utworzeniu połączenia,

• dochodzenie informacji do stacji docelowej w kolejności, w jakiej zostały wysłane.

Wady:

• słabe wykorzystanie zasobów systemu telekomunikacyjnego;

• stosunkowo długie czasy nawiązywania połączenia w dotychczas stosowanych systemach komutacji i sygnalizacji.

Przykład komutacji łączy - sieć telefoniczna.

2. Komutacja wiadomości - informacje są przesyłane między stacjami końcowymi w postaci wiadomości zawierających adres stacji docelowej. Wiadomości mogą być przechowywane przez pewien czas w węzłach sieci, zanim zostaną przesłane dalej. Kanały są zajmowane tylko w czasie rzeczywistego przesyłania wiadomości między sąsiednimi węzłami.

Zalety:

• lepsza, w porównaniu z komutacją łączy, efektywność wykorzystania sieci telekomunikacyjnej.

Wady:

• wprowadzenie większych i nierównomiernych opóźnień.

Przykład komutacji wiadomości - sieć telegramowa.

3. Komutacja pakietów - informacja jest wymieniana między stacjami końcowymi w postaci grup elementów binarnych o ograniczonej długości, zwanych pakietami. Długie wiadomości, przed przesłaniem ich w sieci, są dzielone na pakiety, a następnie odtwarzane w stacji docelowej. Pakiety mają nagłówek zawierający adres i informacje sterujące oraz część wiadomości; mogą także zawierać informacje zabezpieczające przed błędami.

Zalety:

• kanał transmisyjny między węzłami jest zajmowany tylko podczas przesyłania pakietu, a następnie jest dostępny dla pakietów należących do innych wiadomości,

• podział wiadomości na segmenty o ograniczonej liczbie bitów zmniejsza pojemność pamięci w węzłach sieci, niezbędnej do buforowania,

• większa przepustowość niż w przypadku komutacji wiadomości.

Wady:

• droga w sieci jest wybierana indywidualnie dla każdego pakietu, co stwarza możliwość przybycia pakietów do węzła docelo­wego w innej kolejności niż zostały wysłane,

• zmienne opóźnienia poszczególnych pakietów,

• konieczność przetwarzania przez węzły bardzo dużych ilości informacji sygnalizacyjnych.

Przykład komutacji pakietów - sieci teleinformatyczne.

4. Komutacja ATM - odmiana komutacji pakietów. Pakiety zastąpiono krótkimi komórkami o stałej długości, co umożliwia sprzętową realizację komutacji. Z komutacją łączy wiąże komutację ATM konieczność zestawiania połączenia między stacjami końcowymi, przed rozpoczęciem przesyłania informacji użytkowej.

CENTRALA TELEFONICZNA - zespól urządzeń zawierających łącznicę telefoniczną oraz urządzenia pomocnicze: przełącznice, urządzenia badaniowe i zasilające.

Pole komutacyjne - dokonywanie połączeń między łączami doprowadzonymi do węzła komutacyjnego.

Abonenckie zespoły liniowe (AZL) - wykrywanie podniesienia mikrotelefonu przez abonenta oraz inne funkcje, zależnie od rozwiązań konstrukcyjnych węzła komutacyjnego.

Zespoły obsługowe (ZO):

• w węzłach z polem komutacyjnym elektro­mechanicznym - zasilają łącza abonenckie, dołączają prąd dzwonienia i różnorodne sygnały tonowe, wykrywają podniesienie mikrotelefonu przez abonenta wywo­ływanego, a także wykrywają rozłączenie.

• w węzłach komutacyjnych z polami elektronicznymi część funkcji zespołów obsługowych zostaje przenie­siona do abonenckich zespołów liniowych ze względu na to, że pole elektroniczne nie może przewodzić dużych napięć i prądów związanych np. z zasilaniem łączy, czy dzwonieniem.

Zespoły połączeniowe (ZP) - spełniają w stosunku do łączy między centralowych podobne funkcje jak zespoły obsługowe w stosunku do łączy abonenckich.

Urządzenie sterujące - przetwarza odbierane przez węzeł komutacyjny informacje sygnalizacyjne i na ich podstawie zestawia połączenia w polu komutacyjnym, steruje wysyłaniem sygnalizacji na zewnątrz węzła.

Przełącznica główna - służy do przyłączania łączy abonenckich i między cen-tralowych doprowadzonych do węzła komutacyjnego, umożliwia zmienianie przyporządkowania poszczegól­nych łączy wejściom pola komutacyjnego, zabezpiecza węzeł komutacyjny przed przepięciami pochodzącymi z zewnątrz węzła, umożliwienia urządzeniom testującym dostęp do poszczególnych łączy.

Urządzenia zasilające - zabezpieczają poprawną pracę także w przypadku awarii sieci energetycznej (dodatkowe baterie akumulatorów, agregaty prądotwórcze).

Interfejsy central cyfrowych (wg standardu ITU-T):

typu A - służy do przyłączania traktów cyfrowych o przepływnościach 2048 kbit/s lub 1544 kbit/s,

typu B - o przepływnościach 8448 kbit/s lub 6312 kbit/s.

typu C - korzystają analogowe łącza między centralowe,

Interfejsy C₁ - odpowiadają łączom czteroprzewodowym, a interfejsy C₂ - łączom dwuprzewodowym.

• C₁₁ - służy do przyłączania translacji kanałowych systemów nośnych FDM,

• C₁₂ - do czteroprzewodowego przyłączania central analogowych za po­średnictwem zestawów przekaźnikowych,

• C₁₃ - do bezpośredniego czte­roprzewodowego przyłączania pól komutacyjnych central analogowych,

• C₂₁ - sto­suje się w przypadku dwuprzewodowego łączenia cyfrowej centrali tranzytowej z centralą lokalną, analogową bądź cyfrową,

• C₂₂ - stosuje się w centralach lokalnych przy dwuprzewodowych połączeniach z innymi centralami cy­frowymi bądź analogowymi.

• V i Z stosuje się, odpowiednio, w przypadku cyfrowych i analogowych łączy abonenckich.

URZĄDZENIA KOŃCOWE.

Aparat telefoniczny centralnej baterii (CB) - zasilany z baterii o napięciu kilkudziesięciu woltów, znajdującej się w centrali telefonicznej.

Rys.1.7. Uproszczony schemat aparatu telefonicznego CB

D - dzwonek; PO - przełącznik obwodów; TN - tarcza numerowa; TT - tłumik trzasków

Tarcza numerowa (TN) - umożliwia współpracę z centralą automatyczną.

• Zestyk impulsujący - przerywa pętlę abonencką przy wybieraniu numeru żądanego abonenta,

• Zestyk zwierny - zwiera elementy rozmowne aparatu, co zmniejsza zniekształcenia impulsów wybierczych i zapobiega trzaskom w słu­chawce. Najczęściej liczba przerwań odpowiada kolejnym cyfrom (zeru odpowiada dziesięć przerwań pętli), a częstotliwość impulsowania wynosi 10 Hz.

Gasik (C₂, R₂) - służy do gaszenia iskier, pojawiających się na zestyku.

Przełącznik obwodów (PO) - dokonuje przełączenia obwodu sygnalizacyjnego zawierającego dzwonek polaryzowany D na obwód rozmowny.

Kondensator (C₁) - uniemożliwia przepływ prądu stałego ze źródła w centrali, podczas gdy mikrotelefon jest odłożony, a jednocześnie umożliwia przepływ zmiennego prądu dzwonienia.

Tłumik trzasków (TT) - tłumi trzaski w słuchawce.

Transformator (T) - z dzielonym uzwojeniem pierwotnym wraz z elementem Z, stanowi tzw. układ antylokalny, uniemożliwiający przedostawanie się do słuchawki prądu przemiennego wytwarzanego przez mikrofon tego aparatu w czasie nadawania. W przypadku gdy obie części uzwojenia pierwotnego transformatora mają jednakowe liczby zwojów i jednakowe impedancje prądy rozmowne wytwarzane przez mikrofon rozpływają się w obu częściach uzwojenia w przeciwnych kierunkach. Wypadkowy strumień magnetyczny wytwarzany w transformatorze zależy tylko od różnicy tych prądów, która jest tym mniejsza, im lepiej element Z odwzorowuje impedancję łącza. Stąd, przy dobrze dobranej impedancji Z,, tylko niewielka część prądu rozmownego mikrofonu przetransformowuje się do słuchawki. Prądy rozmowne przychodzące z łącza przepływają przez obie części uzwojenia pierwotnego w tym samym kierunku, wytwarzając zgodne strumienie i w rezultacie przenoszą się do słuchawki aparatu.

Aparaty telefoniczne miejscowej baterii (MB) - do nadawania sygnałów wywołania centrali i roz­łączenia służy w nich induktor.

Aparat telefoniczny elektroniczny.

Aparat zawiera:

• Scalony układ dzwonienia - umożliwia wyeliminowanie dzwonka polaryzowanego. Przyłącza się do niego przetwornik piezoceramiczny bądź głośnik;

• Klawiatura - związany z nią układ scalony generuje impulsy takie jak w sygnalizacji dekadowej (tarczą), bądź też sygnały wieloczęstotliwościowe;

• Układy wybiercze - wyposażone w wewnętrzną pamięć umożliwiającą powtarzanie ostatnio wy­branego numeru przez wciśnięcie tylko jednego klawisza. Użycie innego klawisza pozwala na czasowe zablokowanie mikrofonu;

• Wyświetlacz - podający np. ostatnio wybrany numer czy, na podstawie odebranych impulsów telezaliczania, wysokość opłaty za rozmowę;

• Sterownik mikrokomputerowy wraz z pamięcią - umożliwia wybieranie najczęściej używanych numerów za pomocą jednego klawisza;

• Scalony układ rozmowny - umożliwia przyłączenie tradycyjnego mikro­telefonu węglowego lub elektretowego, a także dodatkowego głośnika.

STRUKTURA SIECI

Hierarchiczna struktura sieci - zmniejszenie sumarycznej długości łączy w systemie telekomunikacyjnym.

Sieć międzynarodowa - MN, międzymiastowa - MM i sieci lokalne rozmieszczone na kilku obszarach.

W zależności od lokalizacji rozróżnia się:

• centrale miejskie (CMK),

• centrale wiejskie (CWK) oraz

• centrale zakładowe (CZ), czyli abonenckie (PABX).

Abonenci mogą być także przyłączeni do:

• wyniesionych stopni abonenckich (WSA),

• bezpośrednio do central miejskich głównych (CMG)

• bezpośrednio do central okręgowych (CO).

WSA, CMG i CO - poza pełnieniem funkcji central końcowych dla własnych abonentów, obsługują tranzytowy ruch telefoniczny między połączonymi z nią centralami miejscowymi końcowymi.

CO - jest centralą nadrzędną dla central miejscowych końcowych (w zasadzie wiejskich) w okręgu telefonicznym.

Centrale strefowa tranzytowa (CST) i miejska tranzytowa (CMT) - są przeznaczone do zestawiania połączeń tranzytowych między centralami miejskimi głównymi bądź okręgowymi na obszarze jednej strefy numeracyjnej.

Centrale międzymiastowe - służą do zestawiania połączeń wykraczających poza obszar strefy numeracyjnej, w której ta centrala się znajduje.

Centrala międzymiastowa końcowa (CK) - jest prze­znaczona do tworzenia połączeń międzymiastowych dla abonentów strefy numeracyjnej (całej lub jej części).

Centrala międzymiastowa tranzytowa (CT) - pełni funkcję centrali tranzytowej dla central międzymiastowych końcowych podporządkowanych jej hierarchicznie.

Centrale międzynarodowe (ISC) - tworzenie połączeń telefonicznych o zasięgu międzynarodowym.

Szczegółowe zasady organizacji sieci telefonicznej zawiera krajowy plan transmisji.

SPOSOBY NUMERACJI

Numeracja jawna - abonenci przyłączeni do określonej centrali mają numerację własną, nie związaną z numeracją abonentów przyłączonych do innych central układu wielocentralowego. Numeracją tą posługują się abonenci w ruchu telefonicznym lokalnym. Aby uzyskać połączenie z abonentem przyłączonym do innej centrali, należy wybrać najpierw wskaźnik międzycentralowy (numer kierunkowy), a potem numer abonenta wywoływanego. W takim systemie numeracji wskaźniki przyporządkowane poszczególnym centralom określają w sposób jawny położenie terytorialne danego abonenta.

Numeracja skryta - polega na tym, że wszyscy abonenci przyłączeni do central układu objętego tym systemem mają numerację wspólną, uzależnioną od pojemności całego układu. Numeracja ta jest używana zarówno w ruchu lokalnym, jak i między centralowym. Numer abonenta składa się z dwóch nie wyodrębnionych części, z których pierwsza, zwana członem centralowym, służy do określenia żądanej centrali (własnej lub współpracującej), a druga - do określenia łącza abonenckiego.

Strefa numeracyjna - obszar, w którym numery abonenckie objęte są systemem numeracji skrytej i któremu w krajowej sieci telefonicznej przyporządkowano określony wskaźnik międzymiastowy. Połączenia w obrębie strefy tworzy się bez pośrednictwa centrali międzymiastowej.

W sieci telefonicznej możemy wyróżnić trzy następujące rodzaje numerów:

• numer wewnątrzstrefowy; ^

• numer krajowy;

• numer międzynarodowy.

Numer wewnątrzstrefowy - numer, który powinien wybrać abonent wywołujący w celu uzyskania połączenia z abonentem swojej strefy numeracyjnej. W sieci polskiej numer taki składa się z co najwyżej siedmiu cyfr.

Numer krajowy - numer złożony ze wskaźnika międzymiastowego i numeru wewnątrzstrefowego. Wskaźnik międzymiastowy jest zestawem cyfr poprzedzających numer wewnątrzstrefowy i określa strefę numeracyjną abonenta wywoływanego.

Numer międzynarodowy - numer, który abonent wywołujący wybiera po prefiksie międzynarodowym, składający się ze wskaźnika międzynarodowego oraz numeru krajowego abonenta wywoływanego. Zalecanym prefiksem między­narodowym są cyfry 00. Wskaźnik międzynarodowy składa się, w zależności od kraju, z jednej, dwóch lub trzech cyfr. Pierwsza cyfra odpowiada strefie kontynentalnej.

TARYFIKACJA

Czynności taryfikacyjne obejmują:

• rejestrowanie opłat za rozmowy zaliczane jednokrotnie;

• ustalanie i rejestrowanie opłat za rozmowy o zaliczaniu wielokrotnym;

• wysyłanie impulsów telezaliczania;

• współpracę z aparatami wrzutowymi.

.

W centralach automatycznych stosuje się następujące metody rejestracji:

• wszystkie rozmowy są rejestrowane w indywidualnych licznikach abonenckich;

• rozmowy miejscowe i rozmowy międzymiastowe są rejestrowane w odrębnych licznikach;

• rozmowy miejscowe są rejestrowane w indywidualnych licznikach abo­nenckich, a rozmowy międzymiastowe - w centralnym urządzeniu ta­ryfikacyjnym;

• wszystkie rozmowy są rejestrowane w centralnym urządzeniu taryfikacyjnym.

Liczniki strefy i czasu - opłata za rozmowę międzymiastową polega na wielokrotnym zadziałaniu indywidualnego licznika abonenckiego. Opłata zależy od czasu trwania rozmowy, strefy, w której znajduje się abonent wywoływany oraz taryfy (zależnej z kolei np. od pory dnia).

Działanie - po nadaniu przez abonenta wywołującego wskaźnika mię­dzymiastowego numeru abonenta wywoływanego jest on przekazywany z rejestru centrali do licznika strefy i czasu. Wskaźnik międzymiastowy jest przeliczany na numer strefy w dekoderze licznika. Po podniesieniu mikrotelefonu przez abonenta wywoływanego rozpoczyna się generowanie impulsów taryfikacyjnych, o częstotliwości zależnej od strefy i pory dnia, zliczanych przez licznik rewersyjny. Liczba zliczanych impulsów jest proporcjonalna do czasu trwania rozmowy. Po zakończeniu rozmowy z li­cznika rewersyjnego do indywidualnego licznika abonenckiego są nadawane impulsy zliczające, aż do całkowitego wyzerowania licznika rewersyjnego. Wadą takiej metody zaliczania jest wydłużenie czasu zajętości urządzeń centrali.

Indywidualne liczniki abonenckie - nie wymaga identyfikacji numeru abonenta wywołującego. Jej wadą jest duża pracochłonność związana z odczytywaniem liczników, których duże zagęszczenie powoduje liczne pomyłki.

Centralne urządzenia taryfikacyjne - indywidualne, programowe liczniki abonentów. Dane o wysoko­ści opłat są na ogół przekazywane z central do centrów zarządzania siecią, gdzie rachunki są sporządzane automatycznie.

PODSTAWOWE ZAGADNIENIA TRANSMISYJNE

Tłumienność odniesienia głośności - wielkość wyrażana w decybelach, charakteryzująca tłumienie dźwięków mowy przesyłanych przez badany czwórnik, którym może być: aparat telefoniczny w kierunku nadawczym lub odbiorczym, tor (łącze, czwómik elektryczny) lub cały łańcuch telefoniczny.

Tłumienność odniesienia głośności dowolnego łańcucha telefonicznego w Polsce nie powinna przekraczać:

• 29 dB w łańcuchu z analogowymi aparatami telefonicznymi;

• 10 dB w łańcuchu całkowicie cyfrowym.

Charakterystyki transmisyjne - dla sieci miejscowych z centralami elektromecha­nicznymi i komutacją wnoszona tłumienność nie przekracza 0,5 dB i jest w przybliżeniu stała w czasie i paśmie częstotliwości znacznie szerszym niż pasmo telefoniczne.

Zniekształcenia opóźnieniowe - są nieistotne dla transmisji telefonicznej, a pomijalnie małe dla transmisji danych, w porównaniu z opóźnieniami w łączach tworzących całość połączenia.

Przeniki powinny być pomijalnie małe, co osiąga się przez: dobre izolacje w polach stykowych, symetrię uzwojeń przekaźników oraz symetryczne i krótkie okablowanie.

Cechy charakterys­tyczne transmisji PCM:

• mała, zwłaszcza dla długich łączy, oraz stała w czasie tłumienność wynikowa;

• pojawienie się szumu kwantowania jako skutku dyskretyzacji;

• nie zwiększanie się zniekształceń liniowych oraz szumów z odległością, ze
  względu na regenerację;

• potrzeba synchronizacji.

Opóźnienia występujące w centrali cyfrowej mogą mieć następujące przyczyny:

• przetwarzanie analogowo-cyfrowe i cyfrowo-analogowe;

• buforowanie w celu wyrównania wahań czasów propagacji łączy;

• buforowanie w celu ustawienia ramek nadchodzących do centrali w fazie
  odpowiedniej dla czasowego pola komutacyjnego;

• przechodzenie z transmisji szeregowej w łączu na równoległą w polu
  i odwrotnie;

• komutacja czasowa.

Wpływ opóźnień w przypadku sieci mieszanej cyfrowo-analogowej pokazano na rysunku.

TYPY PRZEWODÓW W SIECI

Para skręcana - para izolowanych żył miedzianych, skręconych ze sobą bez ekranującego oplotu określany nieekranowaną parą skręcaną UTP (ang. Unshielded Twisted Pair).

W zależności od przepustowości nazywana 10BASE-T, 100BASE-T lub 1000BASE-T i stosowana do transmisji (odległość do 100m):

• niesymetrycznej - jedna żyła dla transmisji sygnału oraz żyła odniesienia dla kilku obwodów;

• symetrycznej - w obydwóch żyłach jest to samo napięcie, lecz o przeciwnych znakach.

Transmisja binarna w paśmie podstawowym (bez stosowania modulacji) opiera się na sygnalizacji:

• unipolarnej - jeden z poziomów logicznych jest sygnalizowany napięciem 0 V (sygnał Non Return to Zero)

• bipolarnej - poziomy logiczne są kodowane napięciem o tej samej amplitudzie i przeciwnym znaku (sygnał w złączu RS-232C).

Eliminacja zakłóceń:

• w transmisji zrównoważonej nie jest stosowany poziom napięcia 0 V - eliminacja niektórych zakłóceń;

• wzajemne skręcenie żył - każda z nich przechwytuje ten sam poziom szumów usuwany w od­biorniku różnicowym;

• zmniejszenie przeników - żadne dwie pary skręcane nie biegną razem wzdłuż całego kabla. Podwójne pary skręcane są stosowane do zestawiania 30 cyfrowych kanałów telefonicznych (30-krotny system PCM o łącznej przepustowości 2 Mbit/s) oraz do budowy sieci lokalnych (Token Ring 16 Mbit/s oraz l0BaseT Ethernet 10 Mbit/s).

Ekranowana para skręcana STP (ang. Shielded Twisted Pair) - pojedyncze lub wielokrotne pary skręcane pokryte cienkim, metalowym, ekranującym oplotem lub folią oraz zewnętrznym płaszczem izolacyjnym. Ekranowana para skręcana jest bardziej odporna na szumy (impulsowe oraz przeniki), ale ma większą cenę. Odległość połączenia do 250m.

Pary skręcane są klasyfikowane według:

• stopnia ich przydatności do transmisji głosu lub

• transmisji danych, uzależnionej od wielkości zastosowanego skrętu.

Para skręcana powinna umożliwiać transmisję danych (dla długości 100 m):

• kategorii 3 - do szybkości 10 Mbit/s,

• kategorii 4 - do szybkości 16 Mbit/s,

• kategorii 5 - (UTP lub STP z właściwa instalacją) do szybkości 100Mbit/s dla tzw. Fast Ethernetu i do szybkości 1000Mbit/s - Gigabit Ethernet (1000BASE-T).

• kategorii 6 - do szybkości 622 Mb/s (dla sieci ATM).

Rys. Widok kabla STP kategorii 5

STP to cztery pary przewodów (8 żył) skręconych względem siebie w parach i pokrytych ekranem. UTP lub STP wykonuje się w postaci kabla zwykłego i kabla skrosowanego.

Lp.	Funkcja	Kabel zwykły	Kabel skrosowany
	transmisja -	Biało-zielony	Biało-pomarańczowy
	transmisja +	Zielony	Pomarańczowy
	odbiór -	Biało-pomarańczowy	Biało-zielony
	nie używany	Niebieski	Niebieski
	nie używany	Biało-niebieski	Biało-niebieski
	odbiór +	Pomarańczowy	Zielony
	nie używany	Biało-brązowy	Biało-brązowy
	nie używany	Brązowy	Brązowy

Złącze RJ-45 - (8 żył) przyłącza skrętkę UTP lub STP się do karty sieciowej.

Złącze RJ-45

Złącze RJ-11 (4 lub 6 żył) - przyłącza telefon do linii telefonicznej (łącze abonenckie) lub telefony między sobą (łącze abonencko-sekretarskie).

Kabel współosiowy - umożliwia szybszą transmisję oraz jest bardziej odporny na zakłócenia elektromagnetyczne o wysokich częstot­liwościach, centralna miedziana żyła przewodząca jest bowiem ekranowana

Rys. Kabel współosiowy

ZWIELOKROTNIANIE

Zwielokrotnie­nie częstotliwościowe - przyporządkowanie każdemu z połączeń innego kanału częstotliwościowego (w analogowych systemach telefonicznych).

Zwielokrotnianie czasowe - (TDM - Time Division Multiplexing) zwielokrotnianie liczby połączeń przenoszonych w jednym łączu fi­zycznym poprzez multipleksację wielu ciągów próbek pobieranych ze stałą częstotliwością niezależnie od tego, czy próbki są transmitowane w formie impulsów analogowych (PAM), czy słów kodowych (PCM), przy czym czas ich trwania nie wypełnia całego okresu między kolejnymi momentami próbkowania. Długość pozostałego, wolnego odcinka, zależy od szerokości przesyłanych próbek analogowych lub bitowej szybkości, z którą są trans­mitowane słowa kodowe PCM.

Przesunięte fazy próbkowania poszczególnych przebiegów - jest możli­wość umieszczenia próbek drugiej i trzeciej rozmowy między próbkami rozmowy pierwszej.

Klucz umieszczony na początku linii to multiplekser, który przyłącza tor transmisyjny kolejno do każdego źródła sygnału. Częstotliwość przełączania multipleksera musi być N razy większa od częstotliwości próbkowania, gdzie N jest liczbą rozmów telefonicznych przenoszonych przez linię. Na końcu linii transmisyjnej jest demultiplekser, który umożliwi ponowne rozdzielenie torów posz­czególnych sygnałów.

MODULACJA

Transmisja danych na znaczne odległości może powodować silne stłumie­nie amplitudy sygnału niosącego informację i jej prawidłowe odczytanie stanie się niemożliwe. Zapobiegamy instalując wzmacniaki.

Wprowadzenie cyfrowej reprezentacji transmitowanych sygnałów:

• w znacznym stopniu uniezależnia jakość odbieranej informacji od zjawisk występujących w torze przesyłowym;

• znacznie wzrasta odporność systemu na szum kanałowy i zakłócenia;

• szumy i zakłócenia o małym po­ziomie nie mają wpływu na poprawność przesyłania informacji.

Sygnał cyfrowy podlega w czasie transmisji identycznemu procesowi tłumienia, tak jak ma to miejsce w przypadku przesyłania sygnału analogowego. Zapobiegamy stosując rege­neratory.

Rodzaje modulacji

Szerokość pasma telefonicznego wynosi 3100Hz (300÷3400Hz) - za wąskie dla transmisji cyfrowej. Sumowanie sygnału użytecznego z szumem kanałowym i zakłóceniami powoduje zmniejszenie wartości sto­sunku sygnał/szum i pogorszenie jakości odbieranej informacji. Zapobiegamy przez modulację.

Modulacja - proces upodobnienia przekazywanego sygnału cyfrowego do analogowego w sposób umożliwiający jego transmisję w analogowym kanale telefonicznym realizowany w nadajniku. Urządzenie pełniące te funkcję to modulator.

Demodulator - urządzenie wykonujące przekształcenie odwrotne, mające na celu odtworzenie oryginalnego sygnału cyfrowego do postaci akceptowanej przez urządzenie końcowe danych.

MODEM jest skrótem dla pary słów MODulator-DEModulator.

Łącze modemowe może pracować zarówno w trybie póldupleksowym HDX (w tym przypadku linia telefoniczna jest raz dołączana do modulatora, raz do demodulatora), jak i dupleksowym FDX.

Kluczowanie amplitudy ASK (ang. Amplitudę Shift Keying) - zmiana amplitudy harmonicznego sygnału nośnego w zależności od tego, czy nadawany jest symbol binarny „0", czy też symbol binarny „1".

Kluczowanie częstotliwości FSK (ang. Freąuency Shift Keying) - amplituda stała, zmienia się jego częstotliwość - wyższa jest przypisana do symbolu binarnego „1", niższa do symbolu binarnego „0".

Kluczowanie fazy PSK (ang. Phase Shift Keying) - zmiana fazy harmonicznego sygnału nośnego, amplituda oraz częstotliwość stałe.

Konfiguracja sygnału - ilustracja sygnału w biegunowym układzie współ­rzędnych (układ współrzędnych amplituda/faza). Nadawany sygnał może być albo sygnałem synfazowym (faza - 0°), albo sygnałem w przeciwfazie (faza - 180°); sygnały te reprezentowane są przez dwa punkty A oraz B umieszczone na okręgu. Punkt A odpowiada symbolowi binarnemu „1", natomiast punkt B symbolowi binarnemu „0".

Różnicowe kluczowanie fazy DPSK - (ang. Differential Phase Shift Keying). Symbole binarne są re­prezentowane zmianą fazy w sygnale, mierzoną pomiędzy bieżącym a po­przednim odstępem jednostkowym.

Przykładowy kod modulacyjny przypisuje symbolowi binarnemu „0" zmianę fazy o +90°, a symbolowi binarnemu „1" zmianę fazy o —90° ( + 270°). Oznacza to, że każdy bit jest odwzorowywany w zmianę fazy, natomiast jej wartość pozwala je rozróżniać. Rozważmy ciąg bitów 10001; jeżeli faza początkowa wynosi 0°, to kolejne przesunięcia fazowe będą wynosić:

dane		1	0	0	0	1
faza	U"	270"	0°	90°	180°	90°
zmiana fazy		-90°	+90°	+90°	+90°	-90°

Porównanie rodzajów modulacji:

ASK

• prosta konstrukcja modemu z kluczowaniem ASK;

• ASK jest podatna na zakłócenia powodowane przez wyładowania atmosferyczne oraz włączanie obciążeń indukcyjnych (silniki elektryczne) itp. które mogą powodować błędy transmisji.

FSK

• większa odporność na szum aniżeli system ASK;

• większa szerokość pasma zajmowanego przez sygnał FSK, co oznacza, że kluczowanie FSK można stosować wyłącznie w modemach przeznaczo­nych do wolnej transmisji danych.

PSK

• odporność na szum jak FSK;

• szerokość zajmowanego pasma częstotliwości jest mniejsza aniżeli w przypadku kluczowania FSK ponieważ wykorzystuje jedną częstotliwość nośną.

15

Złącze RJ-11 Gniazdo RJ-11

---