Преимущества и недостатки применения цифровых систем телефонной связи

Процесс замены аналоговых телефонных сетей на цифровые очень интенсивно начал происходить начиная с 1962 г., когда компанией Bell System в Чикаго была установлена первая цифровая система для передачи речевого сигнала. Этот стремительный порыв переводить аналоговые телефонные сети на цифровые технологии не вызвал затруднений просто из-за уже существующего к тому моменту и все время возрастающего спроса на системы передачи данных между вычислительными машинами.

Более того, преимущества использования цифровой передачи применительно к речевому сигналу были настолько впечатляющими, что даже возможное желание производителей продолжить установку аналоговых систем телефонной связи оказалось бы просто экономически разорительным. Поэтому следует более подробно остановиться на некоторых, особенно впечатляющих преимуществах цифровых систем.

Преимущества цифровых систем связи . Снижение издержек при использовании интегральных микросхем общего назначения.В телефонных сетях и коммутационном оборудовании, предназначенном для использования в цифровых системах связи, можно использовать те же самые типы логических интегральных микросхем, которые применяются в цифровой по своей природе компьютерной технике. Стоимость цифровых интегральных микросхем общего назначения уменьшалась практически вдвое через каждые три года, причем данная тенденция наблюдается практически на протяжении последних 20 лет. Стоимость же аналоговых интегральных микросхем снижается гораздо более медленными темпами.

В результате цифровые системы стоят все меньше, и по мере того, как все большее количество систем устанавливается, их стоимость продолжает еще больше снижаться. В настоящее время практически прекратилась разработка аналогового коммутационного оборудования, за исключением, возможно, уж совсем небольших по емкости образцов телефонных станций. В результате объемы их производства падают, что приводит к увеличению стоимости аналогового оборудования.

При производстве и эксплуатации телефонных аппаратов все более выгодным с экономической точки зрения становится использование цифровых электронных микросхем по сравнению с аналоговыми образцами.

Функции, выполняемые с использованием интегральных микросхем широкого применения.В тех случаях когда оборудование, обеспечивающее передачу сигнала, и телефонная станция являются полностью цифровыми, то представляется возможность объединить функции передачи сигнала и коммутации таким образом, что отпадает необходимость применения большей части традиционно используемых схем интерфейса, таких, например, как схема согласования 2-проводной абонентской линии и 4-проводных магистральных линий связи (либо гибридной схемы), изображенная на рис. 6.5.

Рис. 6.5.Схема интерфейса между двухпроводной и четырехпроводной телефонными линиями, используемая в аналоговых магистральных линиях связи

В тех случаях когда как система передачи сигнала, так и телефонная станция являются цифровыми, оказывается возможным отказаться от гибридной схемы, схемы подавления эхо-сигнала, а также части других аналоговых схем.

На рис. 6.6 в очень упрощенном виде показано оконечное оборудование, которое применяется в системе телефонной связи (от одного телефонного аппарата до другого), использующей оборудование, предназначенное для передачи только цифровых сигналов.

Рис. 6.6.Схема цифрового канала телефонной связи, в которой используется метод мультиплексирования

В каждом телефонном аппарате речевой сигнал преобразуется непосредственно в цифровую форму. Раздельные цепи, предназначенные для передаваемого и принимаемого сигналов, передают сигнал от каждого из телефонных аппаратов в коммутатор каналов, или мультиплексор. В рассматриваемом примере сигналы от каждого из телефонных аппаратов обозначены буквами А и В соответственно. Цифровая АТС мультиплексирует этот и другие сигналы в непрерывный поток двоичных сигналов. (Этот процесс будет рассмотрен немного позже.) Поток двоичных сигналов (или битовый поток) передается в последовательном виде в демультиплексор, установленный на АТС в точке назначения. Этот процесс изображен в виде функции приема на рис. 6.6. АТС выделяет отдельные сигналы из общего потока двоичных сигналов и направляет их на требуемый телефонный аппарат.

Отсутствие необходимости использовать гибридную схему, схему подавления эхо-сигнала и иных аналоговых устройств значительно снижает стоимость оборудования, а также значительно увеличивает качество передачи речевого сигнала при дальних и междугородних разговорах. На практике действительно реализуется ситуация, когда при полностью цифровом способе передачи речевого сигнала от пункта назначения до пункта приема качество междугороднего разговора вне зависимости от расстояния остается точно таким же, что и при местных разговорах.

По сравнению с системами аналогового мультиплексирования, цифровое мультиплексирование осуществляется с гораздо меньшими затратами.