• ВСЕ, ЧТО ВЫ ХОТЕЛИ ЗНАТЬ О МОДЕМАХ, НО БОЯЛИСЬ СПРОСИТЬ •  

:: МОДЕМНЫЕ 56 Кбит ТЕХНОЛОГИИ. ЧТО ЭТО ТАКОЕ (Х2, 56flex, V.90) ::

:: ЧАСТЬ I НУЖНЫ ЛИ СЕГОДНЯ МОДЕМЫ? ::

Автор: МИНКИН Э.Б., Источник: http://www.rrc.ru

Как это делается

Для сигналов передачи одному цифровому модему предоставляется, таким образом, один из цифровых каналов ВРК с пропускной способностью 64 Кбит/сек. Следует особо подчеркнуть, что речь идёт не о потоке данных с этой скоростью, а лишь о потоке в 8000 в секунду цифровых 8-битных кодов отсчётов мгновенных значений сигналов передачи этого модема. Можно вложить в этот поток цифровые коды отсчётов мгновенных значений сигналов передачи любых общепринятых методов модуляции, например, в соответствии со стандартом V.34/V.34+ ITU-T.

Собственно так и было сделано в известной аппаратуре Total Control, уже 4 года выпускаемой популярнейшей американской компанией U.S.Robotics (теперь 3Сом), которая первая придумала "урезанные" цифровые модемы, состоящие из двух самостоятельных конструктивных частей: цифровой (процессоры и узел сопряжения с компьютером) и аналоговой (АЦП/ЦАП, фильтры и узел сопряжения с аналоговым каналом). Такая конструкция позволяет использовать эти модемы как в роли обычных аналоговых модемов, так и в роли цифровых. В последнем случае в Total Control предусмотрено взаимодействие со своей районной цифровой АТС с использованием всего группового(2048Кбит/сек) потока ИКМ системы уплотнения. Задачи демультиплексирования принимаемого потока на отдельные 64К каналы и мультиплексирование отдельных каналов 64К в групповой поток для обратного направления связи в этом случае берёт на себя Total Control. В этом случае эта аппаратура выступает как бы в роли учережденческой или офисной станции для своей районной АТС, взаимодействующей с этой АТС по единственной групповой 2048К соединительной линии.

Заметим, что речь идет не о том групповом потоке, по одному из каналов которого работает с нашим цифровым модемом обычный аналоговый модем, а о новом потоке, сформированным (после процессов коммутации) этой самой цифровой АТС из индивидуальных цифровых каналов различных систем ИКМ уплотнения, по которым к цифровым модемам Total Control выходят различные абоненты телефонной сети общего пользования через свои районные АТС. К счастью, обычная цифровая АТС обладают возможностью создания такого нового группового потока, например, для взаимодействия с учережденческими АТС и подстанциями (рис.4).

Собственно в этом и заключалась новизна идеи, реализованная в то время в Total Control: избавиться от большого числа вечно дефицитных абонентских кабельных пар, заменив 30 таких пар (для Европы) одной соединительной линией со своей АТС.

Казалось бы, что если это так, то обсуждать нечего - всё давно придумано и реализовано! На самом то деле в Total Control были использованы "обычные" модемы популярной серии COURIER, выполненные аппаратно в виде упомянутых выше двух частей, но, работающие в соответствии со стандартами ITU-T и максимальной линейной скоростью 33600 бит/сек. Только во второй половине 1996 года специалисты U.S.Robotics, похоже неожиданно для себя, обнаружили очень высокое качество связи в направлении передачи от модемов Total Control к модемам клиентов и была понята причин этого - наличие запаса помехоустойчивости за счет отсутствия шумов квантования в этом направлении связи. Вывод был очевиден: необходимо найти такой вид модуляции, который позволил бы повысить скорость передачи, используя образовавшийся запас.

Итак, цифровой передатчик "урезанного" модема может посылать в секунду 8000 двоичных 8-ми битных кодов (отсчетов) по одному цифровому 64-х Кбит каналу. Очевидно, что один из разрядов 8-ми битного кода отсчета несёт информацию о знаке (фазе) будущего импульса-отсчёта, который сформирует ЦАП противоположного конца этого канала (или АТС, если она цифровая), а с помощью 7-ми остальных разрядов может быть закодирован любой из допустимых 128 уровней этого импульса (амплитуда). Таким образом, на выходе ЦАП может иметь, например, место 8-ми кратная амплитудно-фазовая импульсная модуляция - 8АФИМ: знак кода - это положительный или отрицательный сигнал (фазовая манипуляция), а остальные 7 разрядов задают уровень этого сигнала (амплитудная модуляция). Низкочастотный фильтр ЦАП с полосой пропускания от 0 примерно до 4 КГц обеспечит формирования аналогового сигнала с 128 уровневой амплитудно-фазовой модуляцией (8АФМ).

Говоря профессиональным языком, скорость модуляции в этом случае равна 8000 Бод/сек, а скорость передачи данных 8000х8=64000 бит/сек, т.е. пропускной способности одиночного цифрового канала. Уместен вопрос: а при чём тут формула Шеннона и почему создатели новой скоростной технологии ограничивают скорость значением 56000 бит/сек? При существующем методе реализации цифровых каналов в системах с ВРК максимальная линейная скорость передачи цифрового потока в одиночном канале не может превышать 64 Кбит/сек даже при полном отсутствии шума в канале просто потому, что номинал скорости равен этой величине. Так почему же все-таки не более 56000? Причин тут несколько!

• Дело в том, что в эксплуатации находятся ИКМ системы, разработанные и внедренные на всем временном интервале их существования, начиная с середины 60 годов. В те годы, да и позднее, реализация дешевых 8-ми разрядных версий ЦАП/АЦП встречала определенные технологические трудности. Известно, что для получения уверенного, например, 8-ми разрядного преобразования цифра-пропорциональный импульс (ЦАП) необходим более разрядный (например 9-10) преобразователь, чтобы не ощущалась так называемая инструментальная погрешность преобразователя. В США, например, младший 8-й разряд вообще не участвовал в ЦАП преобразованиях. Его использовали в служебных целях для так называемой поканальной сигнализации.
• Неравной помехоустойчивостью к воздействию шума обладают различных по уровню сигналы, формируемых ЦАП и выходным фильтром каждого цифрового канала системы с ВРК, за счёт процесса экспандирования этих сигналов в кодеке канала (мы ранее кратко обсуждали необходимость экспандирования на выходе ЦАП как компенсатора m- или А- законов компрессии входе канала). Экспандер как обязательный элемент в структуре стандартного кодека окончания цифрового канала связи естественно не может быть изъят из его состава или обойден. Эту проблему неравной помехоустойчивости (нелинейно уменьшающейся с уменьшением величины амплитуды принимаемого сигнала) при "привычных" методах модуляции (например, V.34) преодолевают, в передатчике цифрового модема Total Control путём внесения в исходные коды оцифровки сигналов передачи некоторых множителей, приводящих к нелинейным предискажениям, эквивалентным процедуре и законам компрессии. В 56К технологиях нет динамического запаса по разрядности кода и вопрос предискажений в передатчике весьма проблематичен. Единственный путь - изъять младший 8-й разряд из процесса формирования сигналов ЦАП абонентского кодека, чтобы в вариантах рабочих сигналов не присутствовал очень маленький уровень, соизмеримый с уровнем шумов.
• Строгие требования, предъявляемые к симметрии абонентской линии с целью минимизации влияния соседних пар, привели к наличию на входе модемов симметрирующих трансформаторов, которые, естественно, не пропускают очень низкочастотных спектральных компонент и постоянного тока. Что в свою очередь требует применения специального вида сигналов передачи от цифрового модема, не содержащего этих компонент. Обычно - это сигналы, где "нуль" является одним из рабочих уровней. Естественно, необходима определенная дистанция между этим "нулевым" рабочим уровнем и ближайшим следующим рабочим уровнем. Семиразрядное кодирование и в этом случае помогает.

Назад | Оглавление | Далее

Design by Graj © "ЦСС-ЕВРОКОМ"