22. Иерархии цифровых каналов.

Поскольку цифровые сигналы можно более эффективно и гибко обрабатывать и передавать чем аналоговые, стали развиваться цифровые каналы связи.

Перед вводом в такой канал аналогового сигнала он оцифровывается — преобразуется в цифровую форму: каждые 125 мкс (частота оцифровки обычно равна 8 кГц) текущее значение аналогового сигнала отображается 8-разрядным двоичным кодом. Скорость передачи данных по базовому цифровому каналу, таким образом, составляет 64 Кбит/с; но путем некоторых технических ухищрений несколько цифровых каналов можно объединять в один (мультиплексировать), то есть создавать более скоростные каналы. Простейшим мультиплексированным цифровым каналом является канал со скоростью передачи 128 Кбит/с. Более сложные каналы, мультиплексирующие, например, 32 базовых канала, обеспечивают пропускную способность 2048 Мбит/с. Базовые или мультиплексированные цифровые каналы используются повсеместно в современных магистральных системах, а также для подсоединения к ним офисных цифровых АТС.

Наиболее распространенной и активно развивающейся в настоящее время является цифровая сеть с интеграцией услуг — ISDN (Integrated Services Digital Network), опирающаяся на цифровые абонентские каналы.

Цифровые коммуникации более надежны, чем аналоговые, обеспечивают большую целостность каналов связи, позволяют эффективнее внедрять механизмы защиты данных, основанные на их шифровании. Важным является и то, что для создания ISDN можно использовать уже имеющуюся инфраструктуру телефонных сетей, правда, из-за установки дополнительного оборудования и сложности его настройки возрастают затраты на организацию системы связи.

Из активно развивающихся цифровых систем следует отметить модификации технологии цифровых абонентских линий (DSL, Digital Subscriber Line). Эта технология обеспечивает высокоскоростную передачу данных на коротком участке витой пары, соединяющем абонента, на стороне которого установлен xDLS-модем, с ближайшей автоматической телефонной станцией (АТС), то есть обеспечивает решение проблемы «последней мили», отделяющей потребителя от поставщика услуг.

В 1990 году компания Bellcore предложила технологию HDSL (High Bit Rate DSL), являющуюся высокоскоростным воплощением абонентской линии ISDN. HDSL использует четырехуровневую амплитудно-импульсную модуляцию, при которой одним импульсом можно передавать два бита информации. Передача ведется в дуплексном режиме по одной паре проводов со скоростью 768 или 1024 Кбит/с на расстояния до 3,6 км. При использовании двух или трех пар проводов обеспечивается скорость передачи данных от 1,544 до 2,048 Мбит/с.

Сейчас имеется несколько стандартизованных модификаций HDSL:

SDSL (Symmetric DSL) представляет собой разновидность HDSL, использующую только одну пару проводов;

RADSL (Rate Adaptive DSL) обеспечивает возможность выбора для использования одной из нескольких (обычно из 8) линейных скоростей;

MSDSL (Multirate SDSL) позволяет динамически изменять информационную скорость в диапазоне от 64 до 1152 Кбит/с в зависимости от параметров линии;

ADSL (Asymmetric DSL) — наиболее популярная сейчас модификация, которая разрабатывалась специально для обеспечения доступа к информационным ресурсам сети Интернет.

Асимметричность состоит в увеличении скорости передачи в одном направлении за счет снижения этой скорости в другом. При передаче информации из сети абоненту эта скорость может достигать 8 Мбит/с; в обратном направлении — 1,5 Мбит/с. Обычно ADSL-модемы, подключаемые к обоим концам линии между абонентом и АТС, образуют на основе частотного разделения три логических (виртуальных) канала: быстрый канал передачи данных от сети абоненту (downstream), менее быстрый канал передачи от абонента в сеть (upstream) и обычный канал телефонной связи для телефонных разговоров.

Но если одновременная передача голоса и данных по технологии ADSL требует установки на стороне абонента сплитера (фильтра), отделяющего речевой трафик от данных, то по технологии UADSL этого не требуется. Кроме того, пониженные скорости передачи позволяют снизить требования к качеству линии связи и к системе обработки сигнала (приемнику).

Последняя, разрабатываемая сейчас технология, — VDSL (Very high-speed DSL) -сверхбыстрая цифровая абонентская линия, обеспечивающая передачу данных по витой паре:

при длине линии до 300 м скорость передачи от сети составляет 52 Мбит/с, а от абонента — 2,3 Мбит/с;

при длине линии до 1,5 км скорость передачи от сети составляет 13 Мбит/с, а от абонента — 1,6 Мбит/с.

Предполагается, что ранние версии VDSL будут использовать схему частотного разделения потоков, применяющуюся и в технологии SDSL. Кроме того, предусматривается возможность одновременного подключения нескольких абонентских устройств к линии VDSL.