Главная  Оптические магистрали 

[0] [1] [2] [3] [4] [ 5 ] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136] [137] [138] [139] [140] [141] [142] [143] [144] [145] [146] [147] [148] [149] [150] [151] [152] [153] [154] [155] [156] [157] [158] [159] [160] [161] [162] [163] [164] [165]

На практике по цифровому телефонному каналу передаются ИКМ-сигналы со скоростью 64 кбит/с. При этом аналоговый сигнал дискрети-зируется с интервалом 125 мкс (частота дискретизации = 8 кГц), а каждый отсчет кодируется 8-битовым словом.

3. Грампластинка. Предположим, что при проигрывании двусторонней долгоиграющей пластинки с 50-минутной записью воспроизводится сигнал, занимающий полосу частот 20 кГц при динамическом диапазоне 80 дБ. Теоретически этот сигнал можно преобразовать в цифровой с помощью ИКМ, используя частоту дискретизации 40 кГц и кодируя каждый отсчет 14 битами. Такому сигналу соответствовала бы скорость передачи информации 560 кбит/с, а полное информационное содержание пластинки составило бы 1,68 Гбит.

На практике в лазерных цифровых дисковых проигрывателях используется 14-битовое кодирование отсчета, однако частота дискретизации выбрана равной 44,33 кГц. Следовательно, для передачи такого сигнала требуется канал с информационной пропускной способностью 620 кбит/с.

4. Кинофильм. Цветной телевизионный сигнал в системе PAL прн 625-строчном стандарте разложения занимает полосу частот 5,5 МГц. Для обеспечения хорошего качества воспроизведения изображения отношение пикового значения сигнала к среднеквадратическому значению шума должно быть не хуже 50 дБ. Следовательно, воспользовавшись формулой (1.2.2), находим, что скорость передачи информации составляет 0,332х50х5,5х 10* = 91 Мбит/с, а общий объем информации, передаваемой за время демонстрации 100-минутного кинофильма, был бы равен 91 х 10* х 6000= 550 Гбит.

На практике возможно удовлетворительное кодирование видеосигнала при использовании 8-разрядного слова на выборку, однако частота дискретизации при этом определяется характеристиками видеосигнала. Желательно, чтобы значение было кратно цветовой подне-сущей частоте, равной f = 4,43 МГц. Поэтому для дискретизации широко использовалась третья гармоника цветовой поднесущей 3 /sc, равная = 13,3 МГц, хотя частота дискретизации = 17,7 МГц (4 /sc) считается более предпочтительной. В последнем случае цифровой телевизионный канал должен обеспечивать передачу информации со скоростью 142 Мбит/с. Много усилий было потрачено на достижение более экономичной, но удовлетворительной цифровой передачи видеосигнала. Анализ и эксперименты показали, что использование более сложных методов кодирования видеосигналов, позволяющих уменьшить до 5 требуемое число бит на отсчет, или уменьшение частоты дискретизации до 8,86 МГц, равной второй гармонике цветовой поднесущей, что ниже предела Найквиста, позволяет сократить полосу частот при условии использования специальных методов обработки видеосигнала. Эти методы позволяют уменьшить требуемую информационную пропускную способность канала до 44,3 Мбит/с. Необходимо отметить, что используемые методы обработки видеосигнала полностью определяются специфическими характеристиками системы PAL и не



могут быть применены ни к какому другому сигналу с аналогичными общими техническими параметрами. Однако при прямой телевизионной передаче существует значительная информационная избыточность в большинстве изображений (из-за того, что в каждом кадре изменяется лишь малая часть изображения) и использование этого факта в процессе кодирования также сможет весьма значительно уменьшить требования к скорости передачи информации по каналу связи.

В заключение следует остановиться на одной проблеме, которая связана с разделением канала связи, т. е. с одновременной передачей ряда независимых сигналов по одному каналу связи с высокой информационной пропускной способностью. Существует два основных способа разделения канала связи. Первый способ, который больше подходит для аналоговых сигналов, основан на реализации операции разделения в частотной области. При этом способе каждый сигнал модулирует одну из несущих частот, которые разнесены друг от друга на требуемую величину и занимают всю полосу пропускания канала связи. Например, в только что рассмотренном примере 4, связанном с передачей по радиоканалу телевизионных сигналов, все они размещены в полосе частот 8 МГц. Если требуется одновременно передать несколько телевизионных программ, сигналы каждой из них будут модулировать свою несущую частоту, причем несущие частоты будут отстоять друг от друга не менее чем на 8 МГц.

Во втором способе, пригодном только для цифровых сигналов, операции разделения осуществляются во временной области. Так, ИКМ-сигналы, поступающие от нескольких источников, могут быть объединены и переданы по единственному каналу связи с высокой информационной пропускной способностью. Разумеется, в данном случае должны быть найдены специальные средства, позволяющие идентифицировать и разделять передаваемые объединенные сигналы в пункте приема, на что потребуется дополнительная емкость канала связи.

На рис. 1.5 приведена иерархия аппаратуры временного объединения цифровых сигналов электросвязи. Она показывает, как сигналы от различных источников преобразуются в цифровую форму и передаются с соответствующей скоростью на большие расстояния, а также, как могут быть объединены каналы связи разного уровня с целью образования взаимосвязанной иерархической системы связи. В соответствии с европейским стандартом цифровая система связи первого уровня имеет информационную пропускную способность 2,048 Мбит/с и образуется в результате временного объединения тридцати индивидуальных телефонных каналов, передающих информацию со скоростью 64 кбит/с. В результате объединения четырех каналов первого уровня образуется цифровая система связи второго уровня и т. д. В рассматриваемой системе телейизионные сигналы преобразуются в цифровую форму со скоростью 68 Мбит/с, и, следовательно, цифровая система связи четвертого уровня может быть образована в результате объединения двух телевизионных каналов.



Телефомше каналы с прат/скмой

способностью ffiHgum/c

Каналы программ радао-

ЗО-нанальное оВьединенае

вещания Обмен

Modupi/ющее устройство

ци/рровой информацией Супергруппа с

Гипергруппйг с частотным

разделением наналоВ

Кодер --денодер

Телевцзаон ный канал

Kadupi/fouiee устройство

ZMtum/c

частотным разделением

К одер-

2-е, Мдит/с

каналов

- денодер

8мбит/с

MSamjc

68М5ит/с

Объединение наналов,уве Личи дающее пропускную способность со УО до S65 Мбит/с

Jit Мбит!С

\ t f

rWMSam/c

Объединение комалоВ,уде-пичавающее про пискнут способность со подо

565Мбат/с

Рнс. 1.5. Иерархия аппаратуры времеииого объединения цифровых сигналов электросвязи



[0] [1] [2] [3] [4] [ 5 ] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136] [137] [138] [139] [140] [141] [142] [143] [144] [145] [146] [147] [148] [149] [150] [151] [152] [153] [154] [155] [156] [157] [158] [159] [160] [161] [162] [163] [164] [165]

0.0014