Часть 6. Начало в CW-R ## 4,10,12,16,22

"Одни линии для передачи данных, а для телефонных переговоров совсем другие".

На самом деле автор приведенной цитаты имеет в виду каналы, а не линии, принимая, по-видимому, эти термины за синонимы. Действительно, линии (связи) позволяют образовывать по ним различные каналы (связи): телефонные, телеграфные, передачи данных, звукового и телевизионного вещания. При этом каналы по характеру передаваемых сигналов могут быть аналоговыми или цифровыми. Несколько лет назад во Франции выполнена программа перевода систем связи с аналоговых каналов на цифровые, по тем же самым линиям связи.

Итак, на одной линии связи одновременно можно создать как аналоговые, так и цифровые каналы, функционирующие раздельно. Для этого существует несколько возможностей. Рассмотрим, например, вот какую. В кабеле связи как правило имеется, несколько скрученных пар или коаксиалов (см. CW, # 10, 1996). Так вот, по одним парам (или коаксиалам) могут работать аналоговые системы передачи, а по другим - цифровые. Общая тенденция - замена первых на вторые в новых системах.

На междугородной сети многие каналы по всей длине - аналоговые, но бывают и аналого-цифровые, так что часть канала сигнал пройдет как аналоговый, а часть - как цифровой. То же самое происходит и на Московской городской телефонной сети, где есть линии между АТС с аппаратурой ИКМ (импульсно-кодовая модуляция). Замечу, что здесь рассматривается создание канала связи по линии передачи, а не эффективность использования его тем абонентом, кому этот канал предоставлен. Сейчас довольно актуальна потребность в передаче голоса, факса и данных по одному каналу связи. На эту тему довольно много публикаций, и здесь эта задача не обсуждается.

Создание различных каналов связи по одной и той же паре проводов (электрической цепи) связистами осуществляется давным-давно - с 20-х годов. Есть, например линии связи, где по одному коаксиалу образуется до 10800 телефонных каналов ТЧ или несколько тысяч телефонных (и телеграфных) каналов + 1-2 канала телевидения (с шириной полосы по 6 МГц каждый). По такому же коаксиалу можно передавать цифровые сигналы с темпом 565 Мбит/с (вы не ошиблись: именно 565 Мбит/с по одному коаксиалу - во Франции была построена такая линия). Вот различие между линией и каналом.

Про линию нельзя сказать, что она имеет такую-то пропускную способность до тех пор, пока не узнаешь во всех подробностях ее построение, структуру направляющих и длину. И наоборот, достаточно назвать канал, и его характеристики практически заданы: все каналы четко стандартизованы и подробно описаны, и на всех линиях они одинаковы. Собственно говоря, для этого понятие канала и введено. В какой-то степени линия связи напоминает железнодорожную линию, а канал - вагон: грузоподъемность последнего четко задана (и даже, как правило, на нем написана). При этом железнодорожный состав (поезд) напоминает групповой тракт, образованный по линии.

Как уже говорилось (см. CW # 22, 1996) наиболее распространенный канал во всем мире - так называемый канал тональной частоты (канал ТЧ), с шириной полосы 3,1 кГц. На основе каналов ТЧ формируются следующие групповые тракты в сети с частотным способом разделения каналов:

Первичный - 12 каналов ТЧ (60-108 кГц);
Вторичный - 60 каналов ТЧ (312-552 кГц);
Третичный - 300 каналов ТЧ (812-2044 кГц).

Стандартизованы и более мощные тракты.

Широко применяющийся цифровой канал (его часто называют основным) имеет пропускную способность 64 кбит/с. На его базе строят цифровые групповые тракты:

Первичный - 30 каналов (2,048 Мбит/с);
Вторичный - 120 каналов (8,448 Мбит/с);
Третичный - 480 каналов (34,468 Мбит/с).
Четвертичный - 1920 каналов (139,264 Мбит/с).

Все описанные групповые тракты могут использоваться как для образования указанного количества каналов, так и для передачи по ним одного потока, соответствующего ширине полосы частот или пропускной способности. Таким образом, групповые тракты представляют собой просто-напросто мощные и сверхмощные каналы передачи сигналов (информации) по магистральным линиям. Именно на базе таких трактов и строится супермагистраль.

Мы теперь знаем, что основной аналоговый канал ТЧ имеет ширину полосы 0,3-3,4 кГц, а основной цифровой канал - пропускную способность 64 кбит/с. Вот именно о таких каналах (а не о линиях связи) и говорят обычно авторы статей по компьютерным сетям. Самое время повторить, что во многих встречавшихся мне статьях эти понятия - синонимы. Эта путаница не так безобидна, как может показаться на первый взгляд. Дело в том, что получив в пользование линию к АТС, по ней можно организовать несколько каналов той сети, куда входит данная линия. И наоборот, взяв в аренду канал связи, вы можете его эффективно использовать только собственными средствами: каналы по линиям создает только предприятие связи (сеть). Таким образом, платя за аренду линии или канала (но путая эти понятия), вы можете значительно занизить свои ресурсы связи.

Приведем пример. Вы можете договориться с городской телефонной сетью (к примеру, МГТС) и организовать по линии несколько (сколько - это скажут вам связисты) каналов различной пропускной способности. А если этого не предусмотреть, то у вас нормально будет функционировать лишь один канал по этой линии - телефонный, так как работа других не гарантируется. Сдавая в аренду телефонную линию,МГТС гарантирует нормальную работу только телефонного аппарата; никакие другие услуги (или каналы) не предусматриваются.

Основной цифровой канал (64 кбит/с) введен давным-давно для телефонной связи. Именно такое количество бит в секунду требуется для высококачественной передачи речи при помощи импульсно-кодовой модуляции. Рассчитывается эта пропускная способность очень просто. При ширине полосы голосового сигнала 4 кГц требуется (согласно теореме Котельникова) не менее 8000 отсчетов уровня аналогового сигнала при его квантовании. Каждый такой отсчет, как выяснилось, удобнее всего передавать одним байтом. Вот и получается темп передачи голоса 64 кбит/с.

Такой пропускной способностью (64 кбит/с) и обладает канал, принятый в качестве основного для ISDN (ЦСИС - цифровая сеть с интеграцией служб), поскольку он одинаково хорошо должен передавать голос и данные. Этот канал дает возможность организовать различные службы связи по основному цифровому каналу. В так называемой "Узкополосной ЦСИС" к каждому рабочему месту подводится два базовых цифровых канала (канал В) и один дополнительный (16 кбит/с) (D). Итого "на стол" заводится пропускная способность 2B+D суммарно 144 кбит/с, которая может использоваться в виде трех отдельных цифровых каналов, а также как единый цифровой канал. У нас в стране еще мало каналов ЦСИС, а подавляющее большинство компьютеров связывается по телефонным сетям общего пользования, испытывая при этом очень большие трудности.

В следующий раз мы обратимся к первичным и вторичным сетям и рассмотрим общую структуру систем связи.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями