5.2 Канали зв'язку. Аналогові і цифрові канали

Під каналом зв'язку розуміють сукупність середовища поширення і технічних засобів передачі між двома канальними інтерфейсами або стиками типу С1. З цієї причини стик С1 часто називається канальним стиком.

В залежності від типу сигналів, що передаються, розрізняють два великих класи каналів зв'язку – цифрові та аналогові.

Цифровий канал є бітовим трактом із цифровим (імпульсним) сигналом на вході і виході каналу. На вхід аналогового каналу надходить неперервний сигнал, і з його виходу також знімається неперервний сигнал (рис 5.2). Як відомо, сигнали характеризуються формою свого подання.

Рисунок 5.2 – Цифрові й аналогові канали передачі

Цифровими є канали систем ІКМ, ISDN, канали типу Т1/ Е1 і більшість інших. Нові СПД будують на основі цифрових каналів, що мають ряд переваг перед аналоговими.

Аналогові канали є найбільш поширеними через тривалий історичний шлях їхнього розвитку і простоти реалізації. Типовим прикладом аналогового каналу є канал тональної частоти, а також групові тракти на 12, 60 і більше каналів тональної частоти. Комутуюча телефонна мережа загального користування, як правило, включає численні комутатори, розподільні пристрої, групові модулятори і демодулятори. Для такої мережі канал передачі (його фізичний маршрут і ряд параметрів) змінюється при кожному черговому виклику.

При передачі даних на вході аналогового каналу повинен знаходитись пристрій, що перетворював би цифрові дані, які приходять від DTE, в аналогові сигнали, що посилаються в канал. Приймач повинен містити пристрій, що перетворював би назад прийняті неперервні сигнали в цифрові дані. Цими пристроями є модеми. Аналогічно, при передачі по цифрових каналах дані доводиться приводити до вигляду, прийнятого для даного конкретного каналу. Цим перетворенням займаються цифрові модеми, яких часто називають адаптери ISDN, адаптери каналів Е1/Т1, лінійні драйвери, і так далі (у залежності від конкретного типу каналу або середовища передачі).

Термін модем використовується широко. При цьому необов'язково повідомляється, яка модуляція використовується, а просто вказується на певні операції перетворення сигналів, що надходять від DTE для їх подальшої передачі по каналу. Таким чином, у широкому змісті поняття модем і апаратура каналу даних (DCE) є синонімами.

Комутовані канали надаються споживачам на час з'єднання за вимогою (дзвоником). Такі канали принципово містять у своєму складі комутаційне устаткування телефонних станцій (АТС). Звичні телефонні апарати використовують комутовані канали.

Виділені (орендовані) канали орендуються у телефонних компаній або (дуже рідко) прокладаються зацікавленою організацією. Такі канали є принципово двоточковими. Їх якість у загальному випадку вище якості комутованих каналів через відсутності впливу комутаційної апаратури.

Як правило, канали мають двопровідне або чотирипровідне закінчення. Їх називають, відповідно, двопровідними і чотирипровідними.

Чотирипровідні канали надають два провідники для передачі сигналу і ще два провідники для прийому. Перевагою таких каналів є, практично, повна відсутність впливу сигналів, що передаються у зустрічному напрямку.

Двопровідні канали дозволяють використовувати два провідники як для передачі, так і для прийому сигналів. Такі канали дозволяють заощаджувати на вартості кабелів, але потребують ускладнення каналоутворювальної апаратури й апаратури користувача. Двопровідні канали потребують вирішення задачі поділу сигналів, що приймаються і передаються. Така розв'язка реалізовується за допомогою диференціальних систем, що забезпечують необхідне загасання на зустрічних напрямках передачі. Але неідеальність диференціальних систем (а ідеального нічого не буває) приводить до перекручувань амплітудно-частотних і фазочастотних характеристик каналу.

Теоретичну основу сучасних інформаційних систем визначає Базова еталонна модель взаємодії відкритих систем (OSI – Open Systems Interconnection ) Міжнародної організації стандартів. Вона описана стандартом ISO 7498. Модель є міжнародним стандартом для передачі даних. Згідно з еталонною моделлю виділяють сім рівнів, які утворюють область взаємодії відкритих систем. До них відноситься фізичний, канальний, мережевий, транспортний, сеансовий, представницький і прикладний рівні. Кожний рівень визначається групою стандартів, які включають в себе дві специфікації: протокол і сервіс для вищого рівня.

Найближчим до користувача є прикладний рівень. Його головна задача – подати уже перероблену інформацію. Для цього, звичайно, використовується системне програмне забезпечення та програмне забезпечення користувача.

Найнижчий фізичний рівень описує процедури передачі сигналів в канал і отримання їх із каналу. Як фізичне середовище передачі можуть виступати канал тональної частоти, з’єднувальна провідна лінія, радіоканал і т. д.

Фізичний рівень виконує три основні функції: встановлення зв’язку, перетворення сигналів, реалізацію інтерфейсу.