Сучасні методи формування групового сигналу
Мультиплексування первинних цифрових потоків використовується в широкосмугових, наприклад, оптичних або супутникових каналах зв’язку. Принцип дії таких систем аналогічний методиці багатократного телеграфування, однак замість механічних комутаторів використовуються інтегральні схеми мультиплексорного розподілу сигналів. Керування мультиплексором в найпростішому випадку здійснюється схемами лічильників імпульсів, вхідні сигнали на які подаються з генераторів тактових імпульсів.
Інший метод, який називається принципом чергування кодових послідовностей, полягає в тому, що в лінію зв’язку комутуються не окремі біти, а їх групи, які відносяться до одного і того ж джерела сигналу. Такий метод є зручнішим для передачі алфавітно-цифрового коду, в якому кожен символ кодується п’ятьма бітами. Для передачі аналогових сигналів цим методом використовуються АЦП і накопичувачі у вигляді запам’ятовуючих пристроїв, сигнали з яких мультиплексуються груповим методом у двопровідну лінію зв’язку. Після приймання кодової послідовності всі сигнали розділяються за допомогою демультиплексорів і перетворюються до аналогової форми з допомогою ЦАП.
Схеми керування і синхронізації аналогічні, як і в попередньому випадку:
Перша комерційна система ІКМ з’явилася у 1962 році. Вона забезпечувала комутацію 24 каналів на одну дінію зв’язку. Для такого об’єднання потрібно використати швидкість передачі цифрового потоку в лінії на рівні 1.544 Мбіт/с. звичайні телефонні лінії міського зв’язку забезпечують надійну комутацію сигналів на швидкості 2 Мбіт/с при допустимих рівнях спотворення, які виникають в кабельній витій парі, за рахунок високочастотних завад.
У 1968 році міжнародним електротехнічним комітетом запропоновано стандарт 2.048 Мбіт/с, який реалізується в системах ІКМ30 на 30 каналів. Для оптимізації апаратурної реалізації системи використовуються високошвидкісні АЦП та відповідні комутатори аналогових сигналів. Для перетворення аналогового сигналу в цифрову послідовність використовується один і той же перетворювач.
В такій системі не потрібне додаткове накопичення запам’ятовуючих пристроїв, зменшується структурна схема, однак значно зростають вимоги до синхронізації передаючої та приймальної сторони. В багатоканальних системах ВОДО використовують додатковий 21 ламеловий контакт при 4-канальних 5-бітних лініях, який керує електромагнітним гальмом. В ІКМ-системах застосовують синхроімпульси, які виділяються з прийнятих сигналів з допомогою ряду перетворень:
~ високочастотної фільтрації несучого коливання
~ підсилення
~ обмеження за рівнем
~ додаткового формування цифрового коду
В системах ІКМ30 використовується код 0011011. Він з’являється в цифровому потоці через кожних 250 мкс, тобто з частотою 4 КГц. Збій синхронізації можливий при тривалій відсутності зміни сигналів. Щоб уникнути цього використовується метод скремблювання. Він полягає в доданні до відомого інформаційного сигналу вже відомої так званої псевдовипадкової послідовності двійкових чисел. Це забезпечує зникання незручних послідовностей сигналів, на приймальній стороні має бути використаний демодулюючий пристрій.
Окрім відтворення синхроімпульсів з одержаного сигналу приймач повинен виділити повний інформаційний сигнал, значно спотворюється в лінії зв’язку.
Для відтворення інформаційного сигналу застосовуються найчастіше методи порогового формування. В якості формувачів використовуються тригери Шмідта або мультивібратори. Згідно теорії порогового формування оптимальним амплітудним значенням компаратора є значення 0.5 від Uампл. Дія завад може приводити до втрати як окремих біт, так і цілих груп, що відносяться до інформаційного сигналу. Для відновлення інформації застосовують методи завадостійкого кодування. В більшості випадків це так звані надлишкові коди, в яких крім інформаційних біт містяться додаткові групи інформаційних біт, одержаних певним законом перетворення. Найбільш поширений – код Хемінга. Числовий код поділяється на тетради, до яких додається код перевірки. Широко застосовують дво- та триінтервальні коди, три сигнальні та інші методи передачі інформації.