Методи ущільнення інформаційних потоків

Існує декілька способів збільшення пропускної здатності систем передавання інформації. Більшість з них зводиться до одного з методів ущільнення компонентних інформаційних потоків в один груповий, який передається лінією зв’язку. Для подальшого нарощування компонентних інформаційних потоків широко застосовують поєднання двох і більше методів. Термін “ущільнення” останнім часом все частіше заміняють терміном “мультиплексування”.

 

1. Ущільнення в ВОСП Модове ущільнення. Ущільнення за поляризацією. Оптичне часове ущільнення (OTDM)

 

Метод частотного ущільнення (FDM)

При частотному мультиплексуванні (FDM – Frequency Division Multiplexing) смуга частот загального каналу поділяється на деяку кількість смуг (підканалів або піднесучих), смуга частот яких відповідає основній смузі частот вхідного каналу (). При цьому

, (5.1.1)

а . Ці підканали (частотні смуги) можна використовувати для передавання повідомлень від джерел, організувавши для цього перенос спектра сигналу від кожного джерела у відведений йому діапазон частот загального каналу, як показано на рис. 5.1.1.

Рис. 5.1.1

Таке об’єднання спектрів підканалів в єдиний спектр загального каналу здійснюється пристроєм перетворення сигналу передавання (ППС). Структурна схема передавання повідомлень при частотному ущільненні каналів надана на рис. 5.1.2.

 

Рис. 5.1.2

ДП – джерело повідомлення; ППС – пристрій перетворення сигналу; ОП – одержувач повідомлення

На приймальному боці оптична несуча поступає на фотодетектор, на виході якого виділяється електричний груповий потік. Після підсилення за допомогою широкосмугового підсилювача сигнал поступає на входи вузькосмугових фільтрів, центральна частота яких рівна піднесучим частотам.

Компонентними можуть бути як цифрові, так і аналогові сигнали. FDM застосовують у кабельних системах багатоканального телебачення.

Метод часового ущільнення

У даний час метод часового ущільнення інформаційних потоків (TDM – Time Division Multiplexing) є найбільш розповсюдженим. Він застосовується при передаванні інформації в цифровому вигляді. Суть його полягає в наступному. Процес передавання розбивається на низку часових циклів, кожен з яких у свою чергу розбивається на N субциклів, де N – кількість потоків (або каналів), що ущільнюються. Кожний субцикл поділяється на часові позиції, тобто часові інтервали, вродовж яких передається частина інформації одного з ущільнюваних потоків. Окрім цього, деяка кількість позицій відводиться для ідентифікаційних синхроімпульсів, вставок і цифрового потоку службового зв’язку. Як приклад розглянемо процес групоутворення цифрового потоку Е2 (ПЦІ) 8.448 Мбіт/с із чотирьох потоків ієрархії ПЦІ-Е1 (2.048 Мбіт/с). Процес передавання розбивається на часові цикли тривалістю 125 мкс кожний. Ці цикли складаються з 4 субциклів, довжина кожного з яких 31.25 мкс.

Субцикли розділені на 264 часових відрізка (позицій) тривалістю 118.4 нс, з яких 8 позицій відводяться на ідентифікаційні синхроімпульси, вставки і цифровий потік службового зв’язку. Тривалість кожного часового відрізка дорівнює тактовому інтервалу, що визначає тактову частоту (для групового потоку 8.448 Мбіт/с)

(5.2.1)

Метод часового ущільнення розподіляється на асинхронне або плезіохронне ПЦІ (PDH), ATM- та синхронне СЦІ (SDH)-мультиплексування. Зрозуміло, що в PDH- та SDH-системах, які описані в пунктах 4.1 та 4.2 застосовують методи часового мультиплексування. Максимальна швидкість передавання групового (агрегатного) потоку в системах, які знайшли широке впровадження при побудові сучасних систем передавання складає величину близько 2,5 Гбіт/с. Починається практичне втілення систем SDH зі швидкістю передавання групового сигналу 10 Гбіт/с (STM-,64), яка декілька років вважалася граничною для електронних систем мультиплексування. Проте завдяки розвитку новітніх електронних технологій (напівпровідникові структури на основі арсеніду галію, мікровакуумних елементів) вже створені лабораторні зразки електронних мультиплексорів для швидкості 40 Гбіт/с (STM-256), які підготовлені для серійного промислового виробництва.