Krótka historia systemów teletransmisyjnych.

To co dzisiaj nazywamy światową siecią telekomunikacyjną jest efektem rozwoju metod przenoszenia rozmów telefonicznych realizowanych za pomocą aparatów telefonicznych. Mniej więcej od 1970 roku powszechnie stosowano technikę przesyłania sygnałów analogowych za pośrednictwem pary miedzianej oraz systemy zwielokrotnienia częstotliwościowego z dalekosiężną transmisją po kablu koncentrycznym. W porównaniu z centralą telefoniczną urządzenia transmisyjne były kosztowne, zatem komutacja była postrzegana jako środek racjonowania skąpych zasobów pasma teletransmisyjnego.

We wczesnych latach siedemdziesiątych zaczęły pojawiać się cyfrowe systemy teletransmisyjne oparte na metodzie zwanej modulacją kodowo-impulsową PCM. PCM dokonuje przekształcenia sygnału analogowego, np. głosu ludzkiego w ciąg binarny. Przy użyciu tej metody można przedstawić standartowy sygnał telefoniczny o paśmie 4 kHz za pomocą cyfrowego ciągu znaków o przepływności 64 kbit/s. Na rysunku 2.1 zaprezentowano zasadę PCM.

Rys. 2.1. Modulacja kodowo impulsowa.

Dostrzeżono potencjalne możliwości stworzenia efektywnego systemu teletransmisyjnego poprzez połączenie wielu kanałów PCM i przesłanie ich za pośrednictwem tej samej pary kabli miedzianych używanych wcześniej do transmisji pojedynczego sygnału analogowego. W miarę jak obniżały się koszty urządzeń elektroniki cyfrowej, zwiększały się korzyści płynące ze stosowania tej techniki. Metoda łączenia wielu kanałów o przepływności 64 kbit/s w jeden ciąg binarny o dużej przepływności nosi nazwę zwielokrotniania z podziałem czasowym (TDM - Time Division Multiplexing). Polega ona na wprowadzaniu do kanału wychodzącego o dużej przepływności pojedynczych bajtów z kolejnych przychodzących kanałów PCM (rys. 2.2). Proces ten bywa określany mianem "sekwencyjnego przeplatania bajtowego".

Rys. 2.2. Zwielokrotnienie z podziałem czasowym

W Europie, a potem również w wielu krajach świata, wprowadzono taki schemat TDM, w którym łączy się 30 kanałów 64 kbit/s oraz dwa dodatkowe przenoszące informacje sterujące, tworząc w ten sposób kanał o przepływności 2048 kbit/s.

Wraz z rozwojem telefonii i zwiększaniem natężenia ruchu w sieci stało się oczywiste, że standardowy sygnał 2 Mbit/s nie wystarczy do obsługi obciążenia sieci w ruchu międzycentralowym. Aby uniknąć zwiększenia liczby łączy 2 Mbit/s wprowadzono kolejne poziomy zwielokrotnienia. W Europie zastosowano system łączący cztery kanały 2 Mbit/s w jeden zbiorczy o przepływności 8 Mbit/s. W przeciwieństwie do metody przeplotu bajtowego użytego w systemie 2 Mbit/s tu zastosowano przeplatanie bitowe, tzn. z kolejnych przychodzących sygnałów do kanału zbiorczego każdorazowo wprowadzany jest jeden bit. W miarę wzrostu zapotrzebowania wprowadzano kolejne poziomy zwielokratniania, uzyskując sygnały zbiorcze o przepływnościach 34 Mbit/s, 140 Mbit/s i 565 Mbit/s.

W tym samym czasie w Ameryce Północnej utworzono inną niż w Europie hierarchię systemów teletransmisyjnych. Zastosowano tę samą zasadę zwielokrotniania, niemniej jednak osiągnięto nieco niższe przepływności: 1.5 Mbit/s, 6 Mbit/s, i 45 Mbit/s. Z powodu różnic między dwoma hierarchiami współpraca nastręczała wielu trudności. Na rysunku 2.3. zaprezentowano europejską i amerykańską hierarchię systemów teletransmisyjnych.

Rys. 2.3. Hierarchie transmisyjne w Europie i Ameryce Północnej

A na koniec program dydaktyczny autorstwa Pana Pawła Piotrowskiego PCM 30/32 (88k zip) pokazujący działanie PCM.