Раздел 9.3. Кодирование квантованных отсчетов

Разрядность кода определяется по формуле:

Ц – целое число.

Квантование по уровню производится с целью определения разрядности кода. Тогда, число возможных значений сигнала можно определить, если известна разрядность выбранного кода:

Обычная стандартная разрядность кода в ЦСП с ИКМ равна 8. Кодовая комбинация определяет номер разрешенного для передачи уровня, которого достиг квантуемый отсчет. Квантованное значение сигнала может быть определено по формуле:

где: – кодовый символ разряда (0 или 1).

Например:

Пусть нужно закодировать номер уровня 53:

Рис. 9.2

Качество переданной информации определяется параметром помехозащищенности.

При выбранной разрядности кода и выбранном шаге квантования, мощность шума квантования – величина постоянная, а значит и уровень постоянный. Помехозащищенность сигнала при равномерном квантовании зависит от величины сигнала. Т.е. чем меньше сигнал, тем помехозащищенность меньше.

Для повышения помехозащищенности связи необходимо повысить помехозащищенность тех сигналов, вероятность появления которых в канале больше, т.е. слабых сигналов. С этой целью применяют неравномерное квантование.

В общем случае для снижения уровня взаимных помех приходится вводить "защитные" временные интервалы, что соответствует некоторому расширению спектра сигналов. Так, в СП полоса эффективно передаваемых частот F=3100 Гц; в соответствии с теоремой Котельникова минимальное значение частоты дискретизации f₀=1/Т_Д=2F=6200 Гц. Однако в реальных системах частоту дискретизации выбирают с некоторым запасом: f₀=8 кГц. При временном разделении каналов сигнал каждого канала занимает одинаковую полосу частот, определяемую в идеальных условиях согласно теореме Котельникова из соотношения (без учета канала синхронизации) Dt_K=T₀/N=1/(2NF)= 1/(2F_ОБЩ), где F_ОБЩ=FN, что совпадает с общей полосой частот системы при частотном разделении. Хотя теоретически временное и частотное разделения позволяют получить одинаковую эффективность использования частотного спектра, тем не менее, пока что системы временного разделения уступают системам частотного разделения по этому показателю.

Вместе с тем, системы с временным разделением имеют неоспоримое преимущество, связанное с тем, что благодаря разновременности передачи сигналов разных каналов отсутствуют переходные помехи нелинейного происхождения.

Кроме того, аппаратура временного разделения значительно проще, чем при частотном разделении, где для каждого индивидуального канала требуются соответствующие полосовые фильтры, которые достаточно трудно реализовать средствами микроэлектроники.

В сетях с коммутацией каналов, в отличие от сетей с коммутацией пакетов нет общей модели, подобной модели OSI или TCP/IP, хотя набор и иерархия сетевых протоколов и скоростей передачи также существует. Изначально сети с коммутацией каналов создавались для передачи телефонного трафика. Для передачи по линии связи телефонного сигнала с полосой частот ΔF_с = 0,3 … 3,4 кГц должен быть сформирован канал тональной частоты с шириной полосы пропускания ΔF_к = 4 кГц. В цифровых системах ВРК частота дискретизации телефонного сигнала в соответствие с теоремой Котельникова при этом составит F_д = 8 кГц. При использовании 8-разрядного кода информационный поток равен 64 кбит/сек и получил название основной цифровой канал (ОЦК). Объединение 32 ОЦК (30 рабочих и 2 служебных) создает первичный цифровой канал (ПЦК) со скоростью 2048 кбит/сек. В Европейской системе плезиохронной цифровой иерархии (Plesiochronous Digital Hierarchy – PDH) ПЦК обозначается Е1. Мультиплексирование (объединение) 4-х потоков Е1 создает вторичный поток Е2. Четыре потока Е2 формируют третичный поток Е3, а при мультиплексировании четырех потоков Е3 получают поток Е4. Иерархия скоростей передачи PDH приведена в табл. 2.1.