Цифровые многоканальные системы передачи
В цифровых системах связи для передачи нескольких цифровых сигналов по одной линии связи, также, как и в аналоговых системах, применяется мультиплексирование. При этом основным является метод, называемый мультиплексированием с временным разделением каналов. В англоязычной литературе эквивалентный термин — Time Division Multiplexing (TDM).
Схематично эта процедура выглядит так: на вход мультиплексора подается n двоичных последовательностей, мультиплексор поочередно отбирает из этих входных каналов заданную последовательность бит, составляя из них выходную последовательность. Непрерывную последовательность бит в выходном потоке, принадлежащую определенному входному каналу, называют канальным интервалом или тайм-слотом. На практике наиболее употребительными являются схемы мультиплексирования с байт-интерливингом, когда канальный интервал состоит из 8 бит, либо с бит-интерливингом, когда на выход последовательно коммутируется по одному биту из каждого канала. Для того, чтобы демультиплексировать полученную последовательность, на принимающем конце линии связи тактовой синхронизации недостаточно, так как в получаемом потоке бит необходимо еще привязаться к началу первого канального интервала. С этой целью при формировании уплотненного потока в него с определенной периодичностью вставляют фиксированную битовую последовательность, которая вместе с группой канальных интервалов, следующих за ней и содержащих равное количество интервалов из каждого входного потока, образует кадр или фрейм (в терминологии связистов «цикл») (Рис. 3.17).
Рис.1 Схема мультиплексирования с временным разделением каналов
Выделяя эту битовую последовательность, принимающая аппаратура может привязаться к началу каждого кадра в последовательности бит. Такой вид синхронизации называют кадровой или цикловой синхронизацией. Часто в цифровых системах несколько кадров объединяют в структуру, называемую сверхкадром (или сверхциклом). Для правильного приема таких структур, кроме тактовой и кадровой синхронизаций, необходима еще и сверхкадровая синхронизация. Первая система передачи голоса, использующая ИКМ и мультиплексирование с временным разделением каналов, была установлена в 1957 году компанией Bell System. В одном канале было объединено 24 цифровых потока по 64 Кбит/сек, что с учетом бита для кадровой синхронизации и частоте следования кадров 8 КГц дало цифровой поток со скоростью 24×64 + 8=1544 Кбит/сек, который в дальнейшем был стандартизирован и теперь известен как канал DS1 (Digital Signal level one) или Т1 – первичный уровень в так называемлй Т-системе.
Таким образом, Т-система была первой системой, поддерживающей цифровую передачу голоса. Изначальная скорость передачи в линии Т1 (1.544 Mbps) и в наши дни активно используется.
Т-система является полностью цифровой, использующей импульсно-кодовую модуляцию и статическое временное мультиплексирование. Система использует четырехпроводные физические линии и предлагает сервис в режиме full-duplex (пара на прием и пара на передачу).
Четырехпроводный кабель, используемый для работы по Т1, изначально представлял собой две витые пары, однако сегодня могут быть использованы также коаксиальный кабель, оптоволокно и другие физические среды.
Т-системы используютмся в основном, в Северной Америке. Основная сфера применения – соединение между собой телефонных коммутационных узлов.
Е-система
Е-система представляет собой европейский формат цифровой передачи, разработанный ITU-T. Система является эквивалентом (точнее сказать, альтернативой) североамериканской Т-системы. Фактически наиболее часто употребимый формат - Е1, который в отечественной терминологии именуется также ИКМ-30.
В Европе (в том числе и в Украине) в качестве стандартной была принята схема объединения каналов DS0 в первичный цифровой канал, известный, как канал Е1. Так как этот канал широко распространен для подключения корпоративных телефонных систем и систем передачи данных к сетям операторов связи, то рассмотрим его подробней.