SlideShare a Scribd company logo
1 of 7
Download to read offline
Multipleksni prenos signala
Proučavajući prenos signala do sada smo prećutno pretpostavljali da se on ostvaruje, posredstvom
telekomunikacionog sistema, između dve tačke i samo u jednom smeru, tj. od izvora do korisnika (Sl.1). Prirodno je
pretpostaviti i obrnut smer prenosa, tako da govorimo u prenosu (vezi) između dva učesnika. Tada, u pogledu režima
prenosa poruka razlikujemo sledeće tipove veza:
   simpleksna veza, kojom se prenos odvija samo u jednom smeru (tipičan primer je radiodifuzija i televizija)
   poludupleksna veza, kojom se prenos može u jednom trenutku odvijati samo u jednom smeru, a smer se, po
    dogovoru učesnika, može menjati (tipičan primer je ''voki-toki'')
   dupleksna veza, kojom se prenos može istovremeno odvijati u oba smera (npr. telefonska veza), gde svaki učesnik
    ima tzv. terminalni uređaj (TU) koji omogućava dvosmerni prenos (Sl.1) i u kome se odvija celokupna predajno-
    prijemna obrada.
                                                                          Sl.1. Rudimentarni model prenosnog sistema (veze).
                                                                          Dvosmerni (dupleks) prenos podrazumeva postojanje
                                                                          predajno-prijemne aparature u terminalnom uređaju
                                                                          učesnika. Sasvim na dnu je dat topološki prikaz veze.

                                                                         Recimo da telekomunikacioni (prenosni) sistem
                                                                         predstavlja tehničko sredstvo za uspostavljanje
                                                                         informacione veze između prostorno udaljenih
                                                                         učesnika, kojim se formira kanal za prenos
                                                                         poruka (informacija).
                                                                      Kanal, u tom smislu, predstavlja deo (interval)
                                                                      po dimenziji u kojoj se prenos vrši (fizički
                                                                      prostor, vreme, frekvencijski domen itd.). Taj
                                                                      interval u ovom prostoru je izdvojen
                                                                      sklopovima sistema, tako da je prenos kroz taj
                                                                      kanal, u principu, nevidljiv iz ostatka medijuma.
Tako se npr. prenos AM signala ostvaruje kroz kanal koji je određen propusnim opsegom predajnog i prijemnog
pojasnog filtra ali i modulatorom sa određenom nosećom učestanošću, nezavisno od toga što je između njih slobodan
prostor kroz koji se mogu prostirati em oscilacije bilo kakve učestanosti, tako da korisnik može da primi samo signal
čiji spektar prolazi kroz filtar (Sl.2).
                                                                                                     Sl.2. Primer kako sklopovi u
                                                                                                     okviru dimenzije u kojoj se
                                                                                                     prenosi signal formiraju kanal
                                                                                                     veze, kao svojevrsni ''prozor''
                                                                                                     kroz koji se sa ulaza može videti
                                                                                                     izlaz. U tom smislu modulatori
                                                                                                     predstavljaju ''periskope'' kroz
                                                                                                     koje se iz osnovnog NF opsega
                                                                                                     može videti viši VF opseg.



Na kraju, i najprostiji fizički vod (parica) koja je galvanski a time i prostorno odvojena od
drugih vodova predstavlja kanal veze u npr. snopu takvih vodova. Primetimo da kanal, u suštini, određuju osobine
terminalnog uređaja učesnika.
Komutacija veza
                                               Stvari se bitno menjaju ako postoji više učesnika, gde svaki od njih
                                               ima potrebu da se bilo kojim od ostalih uspostavi vezu. Tada bi svaki
                                               od TU morao da sadrži odgovarajući komutacioni blok, tj. sistem
                                               preklopnika kojim će se TU spojiti na pripadni vod. Pri tome moramo
                                               imati u vidu da se uspostavljanje veze mora prethodno najaviti, poslati

                                               Sl.3. Primer individualne komutacije veza gde se komutacioni proces odvija u svakom
                                               od terminalnih uređaja. U donjem levom uglu je prikazana topologija date mreže.


                                            određeni signal, što znači da ostarivanje veze podrazumeva dva
                                            odvojena i različita procesa: najavu veze (signalizacija) i odvijanje
                                            veze (razmenu informacija). To znači da su u mirnom stanju svi
                                            prekidači u položajima signalizacije. Time se znatno usložnjava
komutaciona struktura, pri čemu, u ovom slučaju svaki TU ostvaruje svoju komutacionu funkciju i, što je još teže,
između svih mogućih parova učesnika moraju postojati vodovi. Za N stanica (TU) imamo N(N-1) prekidača i N(N-
1)/2 spojnih vodova, što predstavlja vrlo skupo rešenje (prihvatljivo npr. samo za veze unutar malih firmi). Na Sl.3 je
dat primer N=4 za učesnika (stanice).
U skladu sa prethodno rečenim, od svakog TU polazi N-1 kanala (tj. vodova), koji su prostorno odvojeni
(raspregnuti). TU ostvaruje pristup prema drugim TU prostim priključivanjem na pojedine vodove, koji su, u suštini,
galvanska produženja ostalih TU.
Značajno poboljšanje u pogledu ukupne dužine vodova i broja komutacionih elemenata postiže se kada se komutacija
u pojedinačnim TU zameni centralizovanom komutacijom (Sl.4).

                                                  Sl.4. Vodovi od svih TU su dovedeni na jedinstveni komutacioni uređaj gde se
                                                  obavlja prespajanje veza između učesnika. Time je komutaciona funkcija
                                                  premeštena iz TU u komutacioni sistem (centralu). Na umetku je šematski
                                                  prikazano prespajanje vodova od TU pomoću spojnih puteva u KS. Vidi se da su
                                                  ostvarene 3 veze dok ostali spojni putevi miruju i predstavljeni su horizontalnim
                                                  linijama.


                                                  Jasno je da kod svih učesnika (stanovnika područja) ne postoje iste
                                                  potrebe za komuniciranjem, što je posledica njihovih različitih
                                                  profila aktivnosti. Zato će u jednom trenutku komunicirati tek

                                                        Sl.5. Primer toka poziva (početak i trajanje) i ukupni saobraćaj na snopu od 6
nekoliko % od ukupnog broja potencijalnih vodova na ulazu u KS.
učesnika (stanovnika područja), što jasno potvrđuju
statistička merenja telefonskog saobraćaja (srednji
broj istovremeno zauzetih veza i njihovo trajanje) na ulazu u komutacioni sistem. Predstavu o toj veličini jasno
                                                    stičemo sa Sl.5. Zbog toga se može uvesti sasvim novi kvalitet
                                                    (princip) u organizaciju prenosa: ako je N broj terminalnih
                                                    uređaja onda bi maksimalni broj istovremenih veza bio
                                                    Kmax=N/2 a isto toliko istovremenih spojnih puteva bi trebalo da
                                                    postoji kroz komutacioni sistem (KS). Međutim, zbog navedene
                                                    statističke prirode saobraćaja broj spojnih puteva kroz
                                                    komutacioni sistem ne mora da bude veći od K=pN/2, gde je p
                                                    navedeni procenat. To je, u tehničkom pogledu, znatno
                                                    efikasnije rešenje.
                                                   Primetimo da se u ovom slučaju snop od N dolaznih (tzv.
                                                   pretplatničkih) vodova mora koncentrisati na M spojnih puteva
                                                   u sistemu, ali tako da svaki od njih ima pristup do bilo kojeg
                                                   spojnog puta. To se rešava posebnim strukturom komutacionog
polja kao prespojne matrice u okviru komutacionog sistema (Sl.6).
                                        Sl.6. Koncentracija snopa pretplatničkih vodova na znatno manji snop spojnih puteva kroz
                                        komutaciono polje (KP) ostvaruje se pomoću posebnog komutacionog sistema koji
                                        omogućava svakom pretplatničkom vodu pristup do slobodnog spojnog puta.


                                      Da se ne bi od svakog TU posebnom trasom postavljao pretplatnički vod do
                                      KS primenjuje se princip koncentracije (slivanja) vodova u snopove (kablove)
                                      koje je znatno lakše postavljati (Sl.7). Svaki TU je svojim vodom priključen
                                      na razdelnik (R) komutacionog sistema KS, čime pozicija priključka na R
                                      tačno odgovara lokaciji dotičnog TU, zato što se vod do nekog TU može
                                      shvatiti kao provodno produženje njegovog priključka na R. Na taj način se
uspostavljanje veze između dva TU svodi na spajanje njihovih priključaka na razdelniku.
Ovakva organizacija prespajanja veza dobro funkcioniše za saobraćaj unutar područja umerene veličine, ali je za
velika područja jednostavno neprimenljiva, pa se zato uvodi novi princip – veći broj i hijerarhija komutacionih
sistema (Sl.8). Kao poseban problem pojavljuje se povezivanje vrlo udaljenih KS (tj. automatskih telefonskih centrala
ATC). Vrlo je skupo između njih razvlačiti snopove sa velikim brojem vodova (kablove), posebno zato što se veći deo
saobraćaja odvija unutar dela područja a znatno manji deo između različitih područja (tzv. mesni i međumesni
saobraćaj) (Sl.8). (opis).
Sl.7. Radi lakšeg postavljanja vodovi od svih TU iz nekog
                                                                        područja se umesto direktno na KS dovode do prvog spojnog
                                                                        mesta (sm1) odakle nastavljaju kao snop vodova Sv1 do drugog
                                                                        spojnog mesta (spojnog mesta drugog reda) sm2 gde se
                                                                        usnopljavaju sa sličnim snopovima iz drugih područja, obrazujući
                                                                        snop vodova Sv2, koji dolazi do priključnog mesta (razdelnika R)
                                                                        u KS.

                                                             Zato je neophodno pronaći mogućnost da se više
                                                             različitih signala prenosi po jednom vodu a da pri
                                                             tome svi oni budu međusobno raspregnuti, tj. da se
                                                             formira više nezavisnih kanala po jednom vodu. U
                                                             pitanju je višestruko korišćenje linije koje se ostvaruje
                                                             tzv. multipleksnim prenosom. Time se ostvaruje
                                                             povećanje prenosnih kapaciteta linije za prenos i
                                                             snižava cena prenosa po kanalu (Sl.9). Naravno, to se
                                                             mora platiti postavljanjem odgovarajuće aparature na
krajevima takvog voda, znatno kompleksnije nego kada je u pitanju prenos jednog signala po jednom vodu.

                                                                                      Sl.8. Povezivanje učesnika iz vrlo udaljenih
                                                                                      područja   se     ostvaruje preko  pripadnih
                                                                                      komutacionih sistema


                                                                                   Koncept multipleksnog prenosa
                                                                        Strukturna šema multipleksnog prenosa je
                                                                        data na Sl.10. Signali iz osnovnog opsega se
                                                                        dovode na kanalske pretvarače, koji ih,
                                                                        pojedinačno, tako modifikuju da ih je
                                                                        moguće na prijemnoj strani razlikovati
odgovarajućim sklopovima. Preciznije, svaki signal se transformiše na principijelno isti način s tom razlikom što su
                                                         parametri transformacija različito podešeni u pojedinim
                                                         pretvaračima. Sada je moguće ovakve signale u obliku
                                                         grupe prenositi po istom vodu (liniji veze) a da ih je na
                                                         prijemnoj strani moguće razlikovati, što se postiže pomoću
                                                         aparature za rasprezanje, gde svaki od njenih pojedinačnih
                                                         sklopova reaguje samo na signal sa vrednošću parametra na
                                                         koji je podešen, pa iz smeše svih signala na njegovom
                                                         ulazu izdvoji samo svoj – pripadni.
Sl.9. Zavisnost cene po kanalu za prenos bez i sa multipleksom, u   Jasno je da se po dimenziji po kojoj je izvršeno
funkciji od daljine prenosa.                                        multipleksiranje signali prenose odvojeno ali je bitno da se
                                                                    u fizičkom smislu za njihov prenos koristi jedan vod.
                                                                                Sl.10. Šematski prikaz koncepta multipleksnog prenosa.
                                                                                Usled delovanja smetnji tokom prenosa i izobličenja koje
                                                                                unosi linija za prenos pojedinačni, kanalni, signali na
                                                                                prijemnoj strani neće biti istovetni onima sa predaje.
                                                                                Prikazana šema se odnosi samo na jedan smer prenosa.


                                                                    U praktičnoj realizaciji ovog koncepta nije
                                                                    moguće ostvariti idealno rasprezanja signala, što
                                                                    je posledica prisustva izobličenja i smetnji na
liniji za prenos, nesavršenog rada predajnih individualnih sklopova pretvarača, nesavršenog rada prijemne aparature
za razvrstavanja signala itd.
Zbog toga, pri ostvarivanju multipleksnih sistema mogu se koristiti samo one metode koje omogućavaju snižavanje
uzajamnih ometanja između kanala do dozvoljenih vrednosti.
Postoji nekoliko načina ostvarivanja multipleksnog prenosa, odnosno, kako se još kaže, raspodele ili rasprezanja
kanala:
1. Galvansko rasprezanje ili tzv. prostorni multipleks
2. Rasprezanje pomoću mostne šeme
3. Frekvencijska raspodela (rasprezanje) – frekvencijski multipleks
4. Vremenska raspodela - vremenski multipleks
5. Kodni multipleks.
Interesantno je zapaziti da su metodi rasprezanja kanala otkrivani onako kako se razvijala teorija prenosa signala.
                                                                    Sl.11. Korišćenjem diferencijalnih transformatora moguće je po dva fizička
                                                                    voda uspostaviti jedan prividni (fantomski) koji je iako galvanski spojen sa
                                                                    njima u pogledu međusobnog uticaja potpuno odvojen od njih.


                                                    Rasprezanje kanala pomoću mostne šeme našlo je svoju
                                                    primenu u formiranju tzv. fantomskog (veštačkog) voda po
                                                    dva fizička voda (Sl.11). Prvi vod predstavlja direktni a drugi
                                                    povratni vod fantomskog voda. Priključenje fantomskog voda
                                                    na srednje tačke linijskih transformatora omogućava da se
                                                    eliminiše njen uticaj na fizičke vodove zato što se magnetski
fluksevi u polunamotajima transformatora međusobno poništavaju, kako se, uostalom, to može jasno videti sa Sl.11.

Frekvencijska raspodela (rasprezanje) – frekvencijski multipleks
Pri frekvencijskoj raspodeli kanala (Frequency Division Multiplex - FDM) parametar rasprezanja kanala predstavlja
njihov položaj na skali frekvencije, jer su njima dodeljeni frekvencijski opsezi koji se međusobno ne preklapaju.
Strukturna šema takvog sistema, za samo jedan smer prenosa, prikazana je na Sl.12. Ako bi se ovakav prenos
posmatrao u nekoj ravni (prostor-frekvencija) onda bismo mogli da zamislimo kako se slika prenosa menja duž
sistema i kako se vrši preslikavanje spektara signala iz jedne dimenzije u drugu pre i posle modulatora.
                                                                                                        Sl.12. Organizacija frekvencij-skog
                                                                                                        multipleksa, pri čemu je prikazan deo
                                                                                                        sistema za prenos samo u jednom
                                                                                                        smeru.

                                                                                     Zbog slabljenja koje unosi linija
                                                                                     za prenos neophodno je uvesti
                                                                                     linijske pojačavače. S obzirom
                                                                                     na     unilateralnost   sklopova
                                                                                     ovoga sistema potrebno je na
krajnjim stanicama formirati aparaturu za multipleksiranje i demultipleksiranje (Sl.13), odnosno preći sa 2-žičnog na
4-žični prenos, što se postiže pomoću tzv. diferencijalnih sistema.




Sl.13. Dvosmerni multipleksni prenos sa frekvencijkom raspodelom kanala. Ova slika se nadovezuje na Sl.8 tako da treba zamisliti da se iz jedne
centrale govorni signali prenose do druge, pri čemu se prelaz od 2-žičnog na 4-žični prenos ostvaruje pomoću tzv. diferencijalnih sistema. Čak je
moguće, radi dalje uštede, ovaj prelaz izvesti samo na pojačavačkim stanicama, gde je to zbog unilateralnosti pojačavača i neophodno, dok se na
ostatku pojačavačke deonice (delu voda između dva pojačavača) prenos obavlja dvožično. Ovo je moguće i stoga što govorni signal dozvoljava
ovakav prenos.


Razmeštaj kanala se ostvaruje odgovarajućim izborom učestanosti nosilaca, propusnim opsezima filtara kako na
predaji tako i na prijemu. Ovde je prirodno težiti što većoj gustini pakovanja kanala, zbog čega 1AM tip signala ima
nesumnjivu prednost. Takođe, poželjno je da širina propusnog opsega kanala bude što manja, ali se s tim ne može ići
u krajnost kako bi se zadržao potreban kvalitet prenosa. Na Sl.14 je data zavisnost koja pomaže u izboru ove veličine
ali samo s jednog aspekta. Kao drugi, jednako važan faktor može se uzeti zavisnost artikulacije od širine spektra. Na
osnovu tih pokazatelja a i drugih ispitivanja usvojen je opseg učestanosti od 300Hz do 3400Hz za standardnu širinu
kanala za prenos govora.
Sl.14. Zavisnost cene po kanalu od širine
                                                                                      opsega kanala, tj. rastojanja između
                                                                                      susednih nosilaca. (1) kanalski filtri (2)
                                                                                      podzemni kablovi (3) podmorski kablovi
                                                                                      (levo). Zavisnost artikulacije (procenta
                                                                                      ispravno primljenih) slogova od širine
                                                                                      propusnog opsega NF filtra (desno).




                                                                               S tim u vezi je specificiran i tzv.
                                                                               gabarit kanala u koji mora da se
uklopi karakteristika slabljenja kanala (Sl.15). Ona istovremeno definiše i veličinu rasprezanja kanala putem
                                                     minimalnog slabljenja sa kojim treba da bude odstranjen
                                                     neželjeni bočni opseg, odnosno maksimalnu veličinu ostataka
                                                     potisnutog bočnog opsega koji upadaju u susedne kanale.
                                                        Karakteristične crte frekvencijske raspodele kanala su:
                                                             postojanje neprekidne povezanosti svih kanala sistema
                                                             na zajednički trakt (linije veze), pri čemu se po bilo
                                                             kojem kanalu signali mogu prenositi u bilo koje vreme,
                                                             postojanje uzajamnih smetnji među kanalima istog
                                                             sistema kao i među kanalima različitih sistema koji su
                                                             organizovani po paralelnim linijama veze,
Sl.15. Gabarit kanala kod frekvencijskog multipleksa         nagomilavanje šumova i izobličenja sa povećanjem
                                                             dometa veze.
                                                       U zavisnosti od načina formiranja multipleksnog (linijskog)
signala od pojedinačnih kanalnih signala razlikujemo individualni i grupni metod.




                                                          Sl.16. Šematski prikaz hijerarhijskog obrazovanja grupa kanala sa
                                                          opsezima koje date grupe zauzimaju i brojem kanala koje obuhvataju –
                                                          primarna grupa PG, sekundarna grupa SG, tercijarna grupa TG i
                                                          kvaternarna grupa QG. Na slici desno prikazan je način njihovog
                                                          objedinjavanja u multiplekserima


                                                                              Sl.17. Detaljan frekvencijski plan koji pokazuje
                                                                              način obrazovanja primarne grupe. Tačkasto su
                                                                              prikazani potisnuti bočni opsezi i naznačene
                                                                              frekvencije nosilaca.



                                                                           Kod individualnog metoda aparatura
                                                                           svakog kanala je posebna i ponavlja se u
                                                                           sastavu aparature svih krajnjih i linijskih
                                                                           stanica, dok se kod grupnog metoda
                                                                           manipuliše standardizovanim grupama
                                                                           kanala, gde se od nekoliko grupa nižeg
nivoa (kapaciteta) obrazuje grupa (celina) višeg kapaciteta. Grupni metod omogućava drastično smanjenje broja
različitih tipova filtara i drugih sklopova a time i cene ovakvog sistema.
Postupak hijerarhijskog objedinjavanja standardizovanih manjih grupa kanala u veće prikazan je na Sl.16 koja jasno
ilustruje ovaj koncept kao i frekvencijski plan tog postupka, koji prikazuje standardnu strukturu pojedinih grupa. Pri
tome je na Sl.17 detaljno prikazana struktura sistema za formiranje tzv. primarne grupe kanala (PG). Ovakvih 5 PG
čini sekundarnu grupu (SG), itd., kako je prikazano na Sl.16.
Vremenska raspodela kanala - vremenski multipleks (Time Division Multiplex - TDM)
Kod vremenske raspodele kanala signali različitih kanala se prenose po zajedničkoj liniji veze tako što se na nju
sukcesivno i periodično, u toku nekog intervala vremena ∆t, spajaju predajni i njemu odgovarajući prijemni kanalski
sklopovi koji određuju dotični kanal (Sl.18).
                                                                   Sl.18. Strukturna šema sistema sa vremenskim multipleksom



                                                                Posle filtriranja NF filtrima izdvojeni signali se
                                                                odmeravaju (u skladu sa teoremom o
                                                                odmeravanju) pomoću elektronskih prekidača
                                                                kojima upravljaju taktni impulsi iz generatora
                                                                takta (GT). Za rad ovoga sistema od presudne
                                                                važnosti je postojanje sinhronizacije predajnog i
                                                                prijemnog komutatora kako bi u određenom
                                                                trenutku samo jedan prekidač bio zatvoren a svi
ostali otvoreni. Zato se mimo odmeraka samih signala prenosi i signal sinhronizacije. Linijski multipleksni IAM
signal je prikazan na Sl.19 gde su brojevima naznačeni odmerci pojedinih kanala. Zapazimo da se ceo ciklus mora
obaviti unutar periode odmeravanja jer je potrebno obezbediti nailazak sledećeg odmerka od prvog signala tačno
posle T0 kako bi se, prema teoremi o odmeravanju, omogućio kontinuitet radi naknadne rekonstrukcije. Zato je
trajanje odmerka kratko.
Ukoliko iza prekidača pretpostavimo postojanje sklopova za digitalizaciju (kvantizer i koder) onda na izlazu imamo
digitalni multipleks tj. IKM (PCM) umesto IAM (PAM) multipleksa, kao niz kodnih reči sastavljenih od bita
(elementarnih signala) (Sl.19). Imajući u vidu princip rada vremenskog multipleksa jasno je da je odgovarajući par
učesnika, unutar jednog ciklusa, povezan u toku trajanja jedne kodne reči.
                                                                              Sl.19. Vremenski dijagrami koji ilustruju način
                                                                              rada vremenskog multipleksnog sistema. Posle
                                                                              kodovanja multipleksni signal IAM signal, sa
                                                                              izrazitom dinamikom trenutnih vrednosti,
                                                                              pretvara se u signal koji se odlikuje velikom
                                                                              homogenošću duž vremenske ose.




                                                                          Niz kodnih reči unutar jednog ciklusa čini
                                                                          tzv. ram. Prema tome, kanal u ovom
                                                                          sistemu predstavlja vremenski interval
                                                                          unutar ciklusa, tj. kanalski interval. Kada
su u pitanju (telefonski) govorni signali perioda odmeravanja je odabrana na osnovu fg=4kHz, što znači da je trajanje
rama 125µs.
Tada bismo blok-šemu PCM terminala mogli da nacrtamo kao na Sl.20. I ovde je potreban prelaz sa 2-žičnog na 4-
žični prenos jer su linijski regeneratori unilateralni elementi.
                                                                 Sl.20. Analogni govorni signal iz telefonske centrale (ATS) se
                                                                 preko račvalice dovodi na sistem za dvosmerni multipleksni
                                                                 prenos, gde mu se dodeljuje jedan digitalni (vremenski) kanal u
                                                                 okviru multipleksa.

                                                                 S obzirom na način prenosa digitalnog signala, tj. da
                                                                 linijski regeneratori u potpunosti obnavljaju IKM
                                                                 signal te da se on praktično ne menja tokom prenosa,
                                                                 dovoljno je prikazati samo strukturu rama koja, u
                                                                 stvari, odražava strukturu rada samog sistema –
                                                                 terminalnih uređaja, što je jedan novi kvalitet u
                                                                 odnosu na frekvencijski multipleks.
                                                                     Tako je na Sl.21 prikazana struktura rama sistema
IKM-30 (PCM-30), kao izraz strukture multipleksne aparature na krajnjim stanicama. Sistem PCM-30 omogućava
formiranje 30 telefonskih kanala. Taktna učestanost digitalnog signala na liniji je 2048 kHz, jer je govorni signal
filtriran NF filtrom sa fg=4kHz, tako da je učestanost odmeravanja 8 kHz a perioda odmeravanja T0=125µs, što je
ujedno i trajanje rama. Inače, linijski digitalni signal je organizovan u nadramove – 16 ramova čini jedan nadram čije
je trajanje 2 ms. Numeracija ramova počinje od nultog: R0, R1, ...R15. Svaki ram je podeljen na 32 kanalska
intervala (tj. kanala) koji su numerisani kao KI0, KI1, ....KI31, pri čemu svaki KI po 8 taktnih ili signalizacionih
intervala, u toku kojih se prenose elementarni signali.
Linijski PCM signal, kao slučajan niz bita ima vrlo homogenu strukturu tako da je unutar njega potrebno postaviti
'''međe'' kao repere od kojih se računa numeracija ramova. Tako se početak nadrama određuje u odnosu na na onaj
ram koji u svom 16-tom kanalskom intervalu na bitskim pozicijama P1-P4 ima sinhro-grupu 0000 (Sl.21). U tom
istom KI na bitskoj poziciji P6 prenosi se signal alarma o gubitku sinhronizacije nadrama.
                                                                                  Sl.21.   Struktura    rama    vremenskog
                                                                                  multipleksnog sistema IKM-30.

                                                                               U      svim     ostalim      ramovima
                                                                               (R1,R2,...,R15)      u      kanalskom
                                                                               intervalu     KI16     biti    prenose
                                                                               signalizaciju između automatskih
                                                                               telefonskih centrala (biranje, tarifa
                                                                               itd.). Prva četiri bita 16-og KI su
                                                                               nadležna za donje telefonske kanala
                                                                               (KI1 do KI15) dok su druga četiri za
                                                                               gornje (KI17 do KI31), čime je za
                                                                               prenos signalizacije obezbeđena
                                                                               bitska brzina od po 500b/s po
kanalu. Naime, signali signalizacije su znatno sporiji od govornog tako da bi bio čist gubitak prenositi signalizaciju
istom brzinom kao i govor (64 kb/s). Zato je i IKM-30 signal organizovan u nadramove: signalizaciju za prvi kanal,
tj. KI1 prenose biti P1-P4 u KI16 u P1, pa onda sistem na prijemu ''čeka'' da prođe svih ostalih 15 ramova da bi se
nadovezao na bite P1-P4 u KI16 u R1 ali tek sledećeg nadrama.
Početak rama određuje sinhro-grupa 0011011 koja se prenosi u KI0 parnih ramova. Učestanost ove sinhrogrupe je
4kHz.
Glavne osobenosti vremenskog multipleksa su:
     periodično sukcesivno spajanje pojedinih kanala na zajedničku liniju; time se svakom kanalu celokupna linija
     stavlja na raspolaganje u toku kratkog intervala vremena,
     odsustvo električnih filtara a time i nepostojanje međukanalnih smetnji, uslovljenih konačnim slabljenjem filtara
     u nepropusnom opsegu;
     predajni nivo u svakom kanalu se ne ograničava kao kod FDM i može da se dovede do maksimalne dozvoljene
     vrednosti za zajedničku liniju veze (trakt);
     rešen je problem nagomilavanja šumova sa daljinom veze – kvalitet veze ne zavisi od dometa;
     neophodnost sinhronizma na predaji i prijemu radi faznog
                                                                        Sl.22. Hijerarhijsko obrazovanje      sistema   većeg
                                                                        kapaciteta, tj. veće bitske brzine.

                                                                            razvrstavanja kanalskih signala (kodnih
                                                                            reči) iz rama.
                                                                      Kao i u slučaju FDM sistema tako i kod
                                                                      PCM sistema se primenjuje princip
hijerarhijskog (blokovskog ili grupnog pakovanja) multipleksnih sistema (signala) nižeg reda (manje brzine prenosa)
u sisteme višeg reda (veće brzine prenosa). Naravno, pakovanje se ne sastoji u nadovezivanju ramova već na
njihovom ''zgušnjavanju'' u okviru periode odmeravanja od 125µs, za slučaj prenosa govornog signala. To je
pregledno prikazano blok-šemom na Sl.22.


Dr Ranko Babić

More Related Content

What's hot

старопланинска област
старопланинска областстаропланинска област
старопланинска областDani Parvanova
 
Пословици и поговорки за здравето
Пословици и поговорки за здраветоПословици и поговорки за здравето
Пословици и поговорки за здраветоIrena Raykova
 
кон и магаре езоп
кон и магаре езопкон и магаре езоп
кон и магаре езопdaniela velcheva
 
Пред картата на родината ни - ЧО - 3 клас, Булвест
Пред картата на родината ни - ЧО - 3 клас, БулвестПред картата на родината ни - ЧО - 3 клас, Булвест
Пред картата на родината ни - ЧО - 3 клас, БулвестVeska Petrova
 
Богатството на българската култура - ЧО, 3 клас, Булвест
Богатството на българската култура - ЧО, 3 клас, БулвестБогатството на българската култура - ЧО, 3 клас, Булвест
Богатството на българската култура - ЧО, 3 клас, БулвестVeska Petrova
 
З март Национален празник на България
З март  Национален празник  на България З март  Национален празник  на България
З март Национален празник на България Denislav Lefterov
 
пред картата на родината
пред картата на родинатапред картата на родината
пред картата на родинатаIliana Ilieva-Dabova
 
водното богатство
водното богатствоводното богатство
водното богатствоkyuchukova
 
С или СЪС; гласни и съгласни 1.клас Работен лист
С или СЪС; гласни и съгласни 1.клас Работен листС или СЪС; гласни и съгласни 1.клас Работен лист
С или СЪС; гласни и съгласни 1.клас Работен листLuiza Antova
 
Cum semnam digital un document excel
Cum semnam digital un document excelCum semnam digital un document excel
Cum semnam digital un document excelRobert Costoi
 
9. Рила и Пирин - най-високите български планини - ЧО, 4 клас, Булвест
9. Рила и Пирин - най-високите български планини - ЧО, 4 клас, Булвест9. Рила и Пирин - най-високите български планини - ЧО, 4 клас, Булвест
9. Рила и Пирин - най-високите български планини - ЧО, 4 клас, БулвестVeska Petrova
 
съчинение на повествователен текст по дадена пословица
съчинение на повествователен текст по дадена пословицасъчинение на повествователен текст по дадена пословица
съчинение на повествователен текст по дадена пословицаDani Parvanova
 
Проверете какво сте научили за въздух и вода - ЧП, 3 клас, Булвест
Проверете какво сте научили за въздух и вода - ЧП, 3 клас, БулвестПроверете какво сте научили за въздух и вода - ЧП, 3 клас, Булвест
Проверете какво сте научили за въздух и вода - ЧП, 3 клас, БулвестVeska Petrova
 
Грамоти, медали
Грамоти, медалиГрамоти, медали
Грамоти, медалиVili Dimova
 

What's hot (20)

старопланинска област
старопланинска областстаропланинска област
старопланинска област
 
Пословици и поговорки за здравето
Пословици и поговорки за здраветоПословици и поговорки за здравето
Пословици и поговорки за здравето
 
кон и магаре езоп
кон и магаре езопкон и магаре езоп
кон и магаре езоп
 
Пред картата на родината ни - ЧО - 3 клас, Булвест
Пред картата на родината ни - ЧО - 3 клас, БулвестПред картата на родината ни - ЧО - 3 клас, Булвест
Пред картата на родината ни - ЧО - 3 клас, Булвест
 
Богатството на българската култура - ЧО, 3 клас, Булвест
Богатството на българската култура - ЧО, 3 клас, БулвестБогатството на българската култура - ЧО, 3 клас, Булвест
Богатството на българската култура - ЧО, 3 клас, Булвест
 
З март Национален празник на България
З март  Национален празник  на България З март  Национален празник  на България
З март Национален празник на България
 
рила
риларила
рила
 
пред картата на родината
пред картата на родинатапред картата на родината
пред картата на родината
 
Глаголи лице и число
Глаголи лице и числоГлаголи лице и число
Глаголи лице и число
 
водното богатство
водното богатствоводното богатство
водното богатство
 
С или СЪС; гласни и съгласни 1.клас Работен лист
С или СЪС; гласни и съгласни 1.клас Работен листС или СЪС; гласни и съгласни 1.клас Работен лист
С или СЪС; гласни и съгласни 1.клас Работен лист
 
Тестове по ЧП
Тестове по ЧПТестове по ЧП
Тестове по ЧП
 
Cum semnam digital un document excel
Cum semnam digital un document excelCum semnam digital un document excel
Cum semnam digital un document excel
 
уча се да чета карта
уча се да чета картауча се да чета карта
уча се да чета карта
 
9. Рила и Пирин - най-високите български планини - ЧО, 4 клас, Булвест
9. Рила и Пирин - най-високите български планини - ЧО, 4 клас, Булвест9. Рила и Пирин - най-високите български планини - ЧО, 4 клас, Булвест
9. Рила и Пирин - най-високите български планини - ЧО, 4 клас, Булвест
 
болести
болестиболести
болести
 
съчинение на повествователен текст по дадена пословица
съчинение на повествователен текст по дадена пословицасъчинение на повествователен текст по дадена пословица
съчинение на повествователен текст по дадена пословица
 
Проверете какво сте научили за въздух и вода - ЧП, 3 клас, Булвест
Проверете какво сте научили за въздух и вода - ЧП, 3 клас, БулвестПроверете какво сте научили за въздух и вода - ЧП, 3 клас, Булвест
Проверете какво сте научили за въздух и вода - ЧП, 3 клас, Булвест
 
Христо Ботев. Презентация.pdf
Христо Ботев. Презентация.pdfХристо Ботев. Презентация.pdf
Христо Ботев. Презентация.pdf
 
Грамоти, медали
Грамоти, медалиГрамоти, медали
Грамоти, медали
 

Viewers also liked

Viewers also liked (8)

3. pcm 1
3. pcm 13. pcm 1
3. pcm 1
 
Informacije i komunikacije
Informacije i komunikacijeInformacije i komunikacije
Informacije i komunikacije
 
SDMA
SDMASDMA
SDMA
 
Lecture 4
Lecture 4Lecture 4
Lecture 4
 
Space Division Multiplexing
Space Division MultiplexingSpace Division Multiplexing
Space Division Multiplexing
 
MINIMUM SHIFT KEYING(MSK)
MINIMUM SHIFT KEYING(MSK)MINIMUM SHIFT KEYING(MSK)
MINIMUM SHIFT KEYING(MSK)
 
SPACE DIVISION MULTIPLEXING (SDMA)
SPACE DIVISION MULTIPLEXING (SDMA)SPACE DIVISION MULTIPLEXING (SDMA)
SPACE DIVISION MULTIPLEXING (SDMA)
 
Multiple access techniques for wireless communications
Multiple access techniques for wireless communicationsMultiple access techniques for wireless communications
Multiple access techniques for wireless communications
 

Multipleksni prenos signala

  • 1. Multipleksni prenos signala Proučavajući prenos signala do sada smo prećutno pretpostavljali da se on ostvaruje, posredstvom telekomunikacionog sistema, između dve tačke i samo u jednom smeru, tj. od izvora do korisnika (Sl.1). Prirodno je pretpostaviti i obrnut smer prenosa, tako da govorimo u prenosu (vezi) između dva učesnika. Tada, u pogledu režima prenosa poruka razlikujemo sledeće tipove veza: simpleksna veza, kojom se prenos odvija samo u jednom smeru (tipičan primer je radiodifuzija i televizija) poludupleksna veza, kojom se prenos može u jednom trenutku odvijati samo u jednom smeru, a smer se, po dogovoru učesnika, može menjati (tipičan primer je ''voki-toki'') dupleksna veza, kojom se prenos može istovremeno odvijati u oba smera (npr. telefonska veza), gde svaki učesnik ima tzv. terminalni uređaj (TU) koji omogućava dvosmerni prenos (Sl.1) i u kome se odvija celokupna predajno- prijemna obrada. Sl.1. Rudimentarni model prenosnog sistema (veze). Dvosmerni (dupleks) prenos podrazumeva postojanje predajno-prijemne aparature u terminalnom uređaju učesnika. Sasvim na dnu je dat topološki prikaz veze. Recimo da telekomunikacioni (prenosni) sistem predstavlja tehničko sredstvo za uspostavljanje informacione veze između prostorno udaljenih učesnika, kojim se formira kanal za prenos poruka (informacija). Kanal, u tom smislu, predstavlja deo (interval) po dimenziji u kojoj se prenos vrši (fizički prostor, vreme, frekvencijski domen itd.). Taj interval u ovom prostoru je izdvojen sklopovima sistema, tako da je prenos kroz taj kanal, u principu, nevidljiv iz ostatka medijuma. Tako se npr. prenos AM signala ostvaruje kroz kanal koji je određen propusnim opsegom predajnog i prijemnog pojasnog filtra ali i modulatorom sa određenom nosećom učestanošću, nezavisno od toga što je između njih slobodan prostor kroz koji se mogu prostirati em oscilacije bilo kakve učestanosti, tako da korisnik može da primi samo signal čiji spektar prolazi kroz filtar (Sl.2). Sl.2. Primer kako sklopovi u okviru dimenzije u kojoj se prenosi signal formiraju kanal veze, kao svojevrsni ''prozor'' kroz koji se sa ulaza može videti izlaz. U tom smislu modulatori predstavljaju ''periskope'' kroz koje se iz osnovnog NF opsega može videti viši VF opseg. Na kraju, i najprostiji fizički vod (parica) koja je galvanski a time i prostorno odvojena od drugih vodova predstavlja kanal veze u npr. snopu takvih vodova. Primetimo da kanal, u suštini, određuju osobine terminalnog uređaja učesnika. Komutacija veza Stvari se bitno menjaju ako postoji više učesnika, gde svaki od njih ima potrebu da se bilo kojim od ostalih uspostavi vezu. Tada bi svaki od TU morao da sadrži odgovarajući komutacioni blok, tj. sistem preklopnika kojim će se TU spojiti na pripadni vod. Pri tome moramo imati u vidu da se uspostavljanje veze mora prethodno najaviti, poslati Sl.3. Primer individualne komutacije veza gde se komutacioni proces odvija u svakom od terminalnih uređaja. U donjem levom uglu je prikazana topologija date mreže. određeni signal, što znači da ostarivanje veze podrazumeva dva odvojena i različita procesa: najavu veze (signalizacija) i odvijanje veze (razmenu informacija). To znači da su u mirnom stanju svi prekidači u položajima signalizacije. Time se znatno usložnjava komutaciona struktura, pri čemu, u ovom slučaju svaki TU ostvaruje svoju komutacionu funkciju i, što je još teže, između svih mogućih parova učesnika moraju postojati vodovi. Za N stanica (TU) imamo N(N-1) prekidača i N(N-
  • 2. 1)/2 spojnih vodova, što predstavlja vrlo skupo rešenje (prihvatljivo npr. samo za veze unutar malih firmi). Na Sl.3 je dat primer N=4 za učesnika (stanice). U skladu sa prethodno rečenim, od svakog TU polazi N-1 kanala (tj. vodova), koji su prostorno odvojeni (raspregnuti). TU ostvaruje pristup prema drugim TU prostim priključivanjem na pojedine vodove, koji su, u suštini, galvanska produženja ostalih TU. Značajno poboljšanje u pogledu ukupne dužine vodova i broja komutacionih elemenata postiže se kada se komutacija u pojedinačnim TU zameni centralizovanom komutacijom (Sl.4). Sl.4. Vodovi od svih TU su dovedeni na jedinstveni komutacioni uređaj gde se obavlja prespajanje veza između učesnika. Time je komutaciona funkcija premeštena iz TU u komutacioni sistem (centralu). Na umetku je šematski prikazano prespajanje vodova od TU pomoću spojnih puteva u KS. Vidi se da su ostvarene 3 veze dok ostali spojni putevi miruju i predstavljeni su horizontalnim linijama. Jasno je da kod svih učesnika (stanovnika područja) ne postoje iste potrebe za komuniciranjem, što je posledica njihovih različitih profila aktivnosti. Zato će u jednom trenutku komunicirati tek Sl.5. Primer toka poziva (početak i trajanje) i ukupni saobraćaj na snopu od 6 nekoliko % od ukupnog broja potencijalnih vodova na ulazu u KS. učesnika (stanovnika područja), što jasno potvrđuju statistička merenja telefonskog saobraćaja (srednji broj istovremeno zauzetih veza i njihovo trajanje) na ulazu u komutacioni sistem. Predstavu o toj veličini jasno stičemo sa Sl.5. Zbog toga se može uvesti sasvim novi kvalitet (princip) u organizaciju prenosa: ako je N broj terminalnih uređaja onda bi maksimalni broj istovremenih veza bio Kmax=N/2 a isto toliko istovremenih spojnih puteva bi trebalo da postoji kroz komutacioni sistem (KS). Međutim, zbog navedene statističke prirode saobraćaja broj spojnih puteva kroz komutacioni sistem ne mora da bude veći od K=pN/2, gde je p navedeni procenat. To je, u tehničkom pogledu, znatno efikasnije rešenje. Primetimo da se u ovom slučaju snop od N dolaznih (tzv. pretplatničkih) vodova mora koncentrisati na M spojnih puteva u sistemu, ali tako da svaki od njih ima pristup do bilo kojeg spojnog puta. To se rešava posebnim strukturom komutacionog polja kao prespojne matrice u okviru komutacionog sistema (Sl.6). Sl.6. Koncentracija snopa pretplatničkih vodova na znatno manji snop spojnih puteva kroz komutaciono polje (KP) ostvaruje se pomoću posebnog komutacionog sistema koji omogućava svakom pretplatničkom vodu pristup do slobodnog spojnog puta. Da se ne bi od svakog TU posebnom trasom postavljao pretplatnički vod do KS primenjuje se princip koncentracije (slivanja) vodova u snopove (kablove) koje je znatno lakše postavljati (Sl.7). Svaki TU je svojim vodom priključen na razdelnik (R) komutacionog sistema KS, čime pozicija priključka na R tačno odgovara lokaciji dotičnog TU, zato što se vod do nekog TU može shvatiti kao provodno produženje njegovog priključka na R. Na taj način se uspostavljanje veze između dva TU svodi na spajanje njihovih priključaka na razdelniku. Ovakva organizacija prespajanja veza dobro funkcioniše za saobraćaj unutar područja umerene veličine, ali je za velika područja jednostavno neprimenljiva, pa se zato uvodi novi princip – veći broj i hijerarhija komutacionih sistema (Sl.8). Kao poseban problem pojavljuje se povezivanje vrlo udaljenih KS (tj. automatskih telefonskih centrala ATC). Vrlo je skupo između njih razvlačiti snopove sa velikim brojem vodova (kablove), posebno zato što se veći deo saobraćaja odvija unutar dela područja a znatno manji deo između različitih područja (tzv. mesni i međumesni saobraćaj) (Sl.8). (opis).
  • 3. Sl.7. Radi lakšeg postavljanja vodovi od svih TU iz nekog područja se umesto direktno na KS dovode do prvog spojnog mesta (sm1) odakle nastavljaju kao snop vodova Sv1 do drugog spojnog mesta (spojnog mesta drugog reda) sm2 gde se usnopljavaju sa sličnim snopovima iz drugih područja, obrazujući snop vodova Sv2, koji dolazi do priključnog mesta (razdelnika R) u KS. Zato je neophodno pronaći mogućnost da se više različitih signala prenosi po jednom vodu a da pri tome svi oni budu međusobno raspregnuti, tj. da se formira više nezavisnih kanala po jednom vodu. U pitanju je višestruko korišćenje linije koje se ostvaruje tzv. multipleksnim prenosom. Time se ostvaruje povećanje prenosnih kapaciteta linije za prenos i snižava cena prenosa po kanalu (Sl.9). Naravno, to se mora platiti postavljanjem odgovarajuće aparature na krajevima takvog voda, znatno kompleksnije nego kada je u pitanju prenos jednog signala po jednom vodu. Sl.8. Povezivanje učesnika iz vrlo udaljenih područja se ostvaruje preko pripadnih komutacionih sistema Koncept multipleksnog prenosa Strukturna šema multipleksnog prenosa je data na Sl.10. Signali iz osnovnog opsega se dovode na kanalske pretvarače, koji ih, pojedinačno, tako modifikuju da ih je moguće na prijemnoj strani razlikovati odgovarajućim sklopovima. Preciznije, svaki signal se transformiše na principijelno isti način s tom razlikom što su parametri transformacija različito podešeni u pojedinim pretvaračima. Sada je moguće ovakve signale u obliku grupe prenositi po istom vodu (liniji veze) a da ih je na prijemnoj strani moguće razlikovati, što se postiže pomoću aparature za rasprezanje, gde svaki od njenih pojedinačnih sklopova reaguje samo na signal sa vrednošću parametra na koji je podešen, pa iz smeše svih signala na njegovom ulazu izdvoji samo svoj – pripadni. Sl.9. Zavisnost cene po kanalu za prenos bez i sa multipleksom, u Jasno je da se po dimenziji po kojoj je izvršeno funkciji od daljine prenosa. multipleksiranje signali prenose odvojeno ali je bitno da se u fizičkom smislu za njihov prenos koristi jedan vod. Sl.10. Šematski prikaz koncepta multipleksnog prenosa. Usled delovanja smetnji tokom prenosa i izobličenja koje unosi linija za prenos pojedinačni, kanalni, signali na prijemnoj strani neće biti istovetni onima sa predaje. Prikazana šema se odnosi samo na jedan smer prenosa. U praktičnoj realizaciji ovog koncepta nije moguće ostvariti idealno rasprezanja signala, što je posledica prisustva izobličenja i smetnji na liniji za prenos, nesavršenog rada predajnih individualnih sklopova pretvarača, nesavršenog rada prijemne aparature za razvrstavanja signala itd. Zbog toga, pri ostvarivanju multipleksnih sistema mogu se koristiti samo one metode koje omogućavaju snižavanje uzajamnih ometanja između kanala do dozvoljenih vrednosti. Postoji nekoliko načina ostvarivanja multipleksnog prenosa, odnosno, kako se još kaže, raspodele ili rasprezanja kanala: 1. Galvansko rasprezanje ili tzv. prostorni multipleks 2. Rasprezanje pomoću mostne šeme 3. Frekvencijska raspodela (rasprezanje) – frekvencijski multipleks 4. Vremenska raspodela - vremenski multipleks 5. Kodni multipleks.
  • 4. Interesantno je zapaziti da su metodi rasprezanja kanala otkrivani onako kako se razvijala teorija prenosa signala. Sl.11. Korišćenjem diferencijalnih transformatora moguće je po dva fizička voda uspostaviti jedan prividni (fantomski) koji je iako galvanski spojen sa njima u pogledu međusobnog uticaja potpuno odvojen od njih. Rasprezanje kanala pomoću mostne šeme našlo je svoju primenu u formiranju tzv. fantomskog (veštačkog) voda po dva fizička voda (Sl.11). Prvi vod predstavlja direktni a drugi povratni vod fantomskog voda. Priključenje fantomskog voda na srednje tačke linijskih transformatora omogućava da se eliminiše njen uticaj na fizičke vodove zato što se magnetski fluksevi u polunamotajima transformatora međusobno poništavaju, kako se, uostalom, to može jasno videti sa Sl.11. Frekvencijska raspodela (rasprezanje) – frekvencijski multipleks Pri frekvencijskoj raspodeli kanala (Frequency Division Multiplex - FDM) parametar rasprezanja kanala predstavlja njihov položaj na skali frekvencije, jer su njima dodeljeni frekvencijski opsezi koji se međusobno ne preklapaju. Strukturna šema takvog sistema, za samo jedan smer prenosa, prikazana je na Sl.12. Ako bi se ovakav prenos posmatrao u nekoj ravni (prostor-frekvencija) onda bismo mogli da zamislimo kako se slika prenosa menja duž sistema i kako se vrši preslikavanje spektara signala iz jedne dimenzije u drugu pre i posle modulatora. Sl.12. Organizacija frekvencij-skog multipleksa, pri čemu je prikazan deo sistema za prenos samo u jednom smeru. Zbog slabljenja koje unosi linija za prenos neophodno je uvesti linijske pojačavače. S obzirom na unilateralnost sklopova ovoga sistema potrebno je na krajnjim stanicama formirati aparaturu za multipleksiranje i demultipleksiranje (Sl.13), odnosno preći sa 2-žičnog na 4-žični prenos, što se postiže pomoću tzv. diferencijalnih sistema. Sl.13. Dvosmerni multipleksni prenos sa frekvencijkom raspodelom kanala. Ova slika se nadovezuje na Sl.8 tako da treba zamisliti da se iz jedne centrale govorni signali prenose do druge, pri čemu se prelaz od 2-žičnog na 4-žični prenos ostvaruje pomoću tzv. diferencijalnih sistema. Čak je moguće, radi dalje uštede, ovaj prelaz izvesti samo na pojačavačkim stanicama, gde je to zbog unilateralnosti pojačavača i neophodno, dok se na ostatku pojačavačke deonice (delu voda između dva pojačavača) prenos obavlja dvožično. Ovo je moguće i stoga što govorni signal dozvoljava ovakav prenos. Razmeštaj kanala se ostvaruje odgovarajućim izborom učestanosti nosilaca, propusnim opsezima filtara kako na predaji tako i na prijemu. Ovde je prirodno težiti što većoj gustini pakovanja kanala, zbog čega 1AM tip signala ima nesumnjivu prednost. Takođe, poželjno je da širina propusnog opsega kanala bude što manja, ali se s tim ne može ići u krajnost kako bi se zadržao potreban kvalitet prenosa. Na Sl.14 je data zavisnost koja pomaže u izboru ove veličine ali samo s jednog aspekta. Kao drugi, jednako važan faktor može se uzeti zavisnost artikulacije od širine spektra. Na osnovu tih pokazatelja a i drugih ispitivanja usvojen je opseg učestanosti od 300Hz do 3400Hz za standardnu širinu kanala za prenos govora.
  • 5. Sl.14. Zavisnost cene po kanalu od širine opsega kanala, tj. rastojanja između susednih nosilaca. (1) kanalski filtri (2) podzemni kablovi (3) podmorski kablovi (levo). Zavisnost artikulacije (procenta ispravno primljenih) slogova od širine propusnog opsega NF filtra (desno). S tim u vezi je specificiran i tzv. gabarit kanala u koji mora da se uklopi karakteristika slabljenja kanala (Sl.15). Ona istovremeno definiše i veličinu rasprezanja kanala putem minimalnog slabljenja sa kojim treba da bude odstranjen neželjeni bočni opseg, odnosno maksimalnu veličinu ostataka potisnutog bočnog opsega koji upadaju u susedne kanale. Karakteristične crte frekvencijske raspodele kanala su: postojanje neprekidne povezanosti svih kanala sistema na zajednički trakt (linije veze), pri čemu se po bilo kojem kanalu signali mogu prenositi u bilo koje vreme, postojanje uzajamnih smetnji među kanalima istog sistema kao i među kanalima različitih sistema koji su organizovani po paralelnim linijama veze, Sl.15. Gabarit kanala kod frekvencijskog multipleksa nagomilavanje šumova i izobličenja sa povećanjem dometa veze. U zavisnosti od načina formiranja multipleksnog (linijskog) signala od pojedinačnih kanalnih signala razlikujemo individualni i grupni metod. Sl.16. Šematski prikaz hijerarhijskog obrazovanja grupa kanala sa opsezima koje date grupe zauzimaju i brojem kanala koje obuhvataju – primarna grupa PG, sekundarna grupa SG, tercijarna grupa TG i kvaternarna grupa QG. Na slici desno prikazan je način njihovog objedinjavanja u multiplekserima Sl.17. Detaljan frekvencijski plan koji pokazuje način obrazovanja primarne grupe. Tačkasto su prikazani potisnuti bočni opsezi i naznačene frekvencije nosilaca. Kod individualnog metoda aparatura svakog kanala je posebna i ponavlja se u sastavu aparature svih krajnjih i linijskih stanica, dok se kod grupnog metoda manipuliše standardizovanim grupama kanala, gde se od nekoliko grupa nižeg nivoa (kapaciteta) obrazuje grupa (celina) višeg kapaciteta. Grupni metod omogućava drastično smanjenje broja različitih tipova filtara i drugih sklopova a time i cene ovakvog sistema. Postupak hijerarhijskog objedinjavanja standardizovanih manjih grupa kanala u veće prikazan je na Sl.16 koja jasno ilustruje ovaj koncept kao i frekvencijski plan tog postupka, koji prikazuje standardnu strukturu pojedinih grupa. Pri tome je na Sl.17 detaljno prikazana struktura sistema za formiranje tzv. primarne grupe kanala (PG). Ovakvih 5 PG čini sekundarnu grupu (SG), itd., kako je prikazano na Sl.16.
  • 6. Vremenska raspodela kanala - vremenski multipleks (Time Division Multiplex - TDM) Kod vremenske raspodele kanala signali različitih kanala se prenose po zajedničkoj liniji veze tako što se na nju sukcesivno i periodično, u toku nekog intervala vremena ∆t, spajaju predajni i njemu odgovarajući prijemni kanalski sklopovi koji određuju dotični kanal (Sl.18). Sl.18. Strukturna šema sistema sa vremenskim multipleksom Posle filtriranja NF filtrima izdvojeni signali se odmeravaju (u skladu sa teoremom o odmeravanju) pomoću elektronskih prekidača kojima upravljaju taktni impulsi iz generatora takta (GT). Za rad ovoga sistema od presudne važnosti je postojanje sinhronizacije predajnog i prijemnog komutatora kako bi u određenom trenutku samo jedan prekidač bio zatvoren a svi ostali otvoreni. Zato se mimo odmeraka samih signala prenosi i signal sinhronizacije. Linijski multipleksni IAM signal je prikazan na Sl.19 gde su brojevima naznačeni odmerci pojedinih kanala. Zapazimo da se ceo ciklus mora obaviti unutar periode odmeravanja jer je potrebno obezbediti nailazak sledećeg odmerka od prvog signala tačno posle T0 kako bi se, prema teoremi o odmeravanju, omogućio kontinuitet radi naknadne rekonstrukcije. Zato je trajanje odmerka kratko. Ukoliko iza prekidača pretpostavimo postojanje sklopova za digitalizaciju (kvantizer i koder) onda na izlazu imamo digitalni multipleks tj. IKM (PCM) umesto IAM (PAM) multipleksa, kao niz kodnih reči sastavljenih od bita (elementarnih signala) (Sl.19). Imajući u vidu princip rada vremenskog multipleksa jasno je da je odgovarajući par učesnika, unutar jednog ciklusa, povezan u toku trajanja jedne kodne reči. Sl.19. Vremenski dijagrami koji ilustruju način rada vremenskog multipleksnog sistema. Posle kodovanja multipleksni signal IAM signal, sa izrazitom dinamikom trenutnih vrednosti, pretvara se u signal koji se odlikuje velikom homogenošću duž vremenske ose. Niz kodnih reči unutar jednog ciklusa čini tzv. ram. Prema tome, kanal u ovom sistemu predstavlja vremenski interval unutar ciklusa, tj. kanalski interval. Kada su u pitanju (telefonski) govorni signali perioda odmeravanja je odabrana na osnovu fg=4kHz, što znači da je trajanje rama 125µs. Tada bismo blok-šemu PCM terminala mogli da nacrtamo kao na Sl.20. I ovde je potreban prelaz sa 2-žičnog na 4- žični prenos jer su linijski regeneratori unilateralni elementi. Sl.20. Analogni govorni signal iz telefonske centrale (ATS) se preko račvalice dovodi na sistem za dvosmerni multipleksni prenos, gde mu se dodeljuje jedan digitalni (vremenski) kanal u okviru multipleksa. S obzirom na način prenosa digitalnog signala, tj. da linijski regeneratori u potpunosti obnavljaju IKM signal te da se on praktično ne menja tokom prenosa, dovoljno je prikazati samo strukturu rama koja, u stvari, odražava strukturu rada samog sistema – terminalnih uređaja, što je jedan novi kvalitet u odnosu na frekvencijski multipleks. Tako je na Sl.21 prikazana struktura rama sistema IKM-30 (PCM-30), kao izraz strukture multipleksne aparature na krajnjim stanicama. Sistem PCM-30 omogućava formiranje 30 telefonskih kanala. Taktna učestanost digitalnog signala na liniji je 2048 kHz, jer je govorni signal filtriran NF filtrom sa fg=4kHz, tako da je učestanost odmeravanja 8 kHz a perioda odmeravanja T0=125µs, što je ujedno i trajanje rama. Inače, linijski digitalni signal je organizovan u nadramove – 16 ramova čini jedan nadram čije je trajanje 2 ms. Numeracija ramova počinje od nultog: R0, R1, ...R15. Svaki ram je podeljen na 32 kanalska intervala (tj. kanala) koji su numerisani kao KI0, KI1, ....KI31, pri čemu svaki KI po 8 taktnih ili signalizacionih intervala, u toku kojih se prenose elementarni signali.
  • 7. Linijski PCM signal, kao slučajan niz bita ima vrlo homogenu strukturu tako da je unutar njega potrebno postaviti '''međe'' kao repere od kojih se računa numeracija ramova. Tako se početak nadrama određuje u odnosu na na onaj ram koji u svom 16-tom kanalskom intervalu na bitskim pozicijama P1-P4 ima sinhro-grupu 0000 (Sl.21). U tom istom KI na bitskoj poziciji P6 prenosi se signal alarma o gubitku sinhronizacije nadrama. Sl.21. Struktura rama vremenskog multipleksnog sistema IKM-30. U svim ostalim ramovima (R1,R2,...,R15) u kanalskom intervalu KI16 biti prenose signalizaciju između automatskih telefonskih centrala (biranje, tarifa itd.). Prva četiri bita 16-og KI su nadležna za donje telefonske kanala (KI1 do KI15) dok su druga četiri za gornje (KI17 do KI31), čime je za prenos signalizacije obezbeđena bitska brzina od po 500b/s po kanalu. Naime, signali signalizacije su znatno sporiji od govornog tako da bi bio čist gubitak prenositi signalizaciju istom brzinom kao i govor (64 kb/s). Zato je i IKM-30 signal organizovan u nadramove: signalizaciju za prvi kanal, tj. KI1 prenose biti P1-P4 u KI16 u P1, pa onda sistem na prijemu ''čeka'' da prođe svih ostalih 15 ramova da bi se nadovezao na bite P1-P4 u KI16 u R1 ali tek sledećeg nadrama. Početak rama određuje sinhro-grupa 0011011 koja se prenosi u KI0 parnih ramova. Učestanost ove sinhrogrupe je 4kHz. Glavne osobenosti vremenskog multipleksa su: periodično sukcesivno spajanje pojedinih kanala na zajedničku liniju; time se svakom kanalu celokupna linija stavlja na raspolaganje u toku kratkog intervala vremena, odsustvo električnih filtara a time i nepostojanje međukanalnih smetnji, uslovljenih konačnim slabljenjem filtara u nepropusnom opsegu; predajni nivo u svakom kanalu se ne ograničava kao kod FDM i može da se dovede do maksimalne dozvoljene vrednosti za zajedničku liniju veze (trakt); rešen je problem nagomilavanja šumova sa daljinom veze – kvalitet veze ne zavisi od dometa; neophodnost sinhronizma na predaji i prijemu radi faznog Sl.22. Hijerarhijsko obrazovanje sistema većeg kapaciteta, tj. veće bitske brzine. razvrstavanja kanalskih signala (kodnih reči) iz rama. Kao i u slučaju FDM sistema tako i kod PCM sistema se primenjuje princip hijerarhijskog (blokovskog ili grupnog pakovanja) multipleksnih sistema (signala) nižeg reda (manje brzine prenosa) u sisteme višeg reda (veće brzine prenosa). Naravno, pakovanje se ne sastoji u nadovezivanju ramova već na njihovom ''zgušnjavanju'' u okviru periode odmeravanja od 125µs, za slučaj prenosa govornog signala. To je pregledno prikazano blok-šemom na Sl.22. Dr Ranko Babić