Comutatia spatiala
In comutatia spatiala, intre liniile corespondente este stabilta o legatura fizica permanenta in tot timpul comunicatiei. Acest itinerar consta din racordarea linkurilor (legaturilor) elementare cu ajutorul punctelor de conexiune, adica al organelor care lasa sa treaca sau blocheaza curentii de convorbire. Punctul de conexiune cel mai utilizat consta dintr-o pereche de contacte metalice.
Retelele de conexiune spatiala difera intre ele datorita punctelor de conexiune utilizate, insa gruparea lor este analoaga: punctele de conexiune sunt grupate in comutatoare, iar comutatoarele in etaje de selectie.
Diodele cu gaz cu catoda rece, trioda p-n-p-n, perechile de tranzistoare complementare au constitui in trecut solutii de realizare a punctelor de conexiune spatiale, care au fost insa abandonatedin cauza caracteristicilor nesatisfacatoare de transmsiune sau a lipsei de fiabilitate.
Posedand o calitate excelenta a contactului, punctele de conexiune cu contacte metalice constitue in prezent solutia adoptata in majoritatea sistemelor spatiale actuale [4]; ele se pot prezenta sub diferite forme:
-selectoare electromecanice rotative sau crossbar;
-comutatoare crossbar imbunatatite, ca: ca minibar in sistemul canadian SP 1, codbar in sistemul suedez AKE, cu mentinere mecanica;
-miniselectoare, in forma crossbar, dar de dimensiuni reduse si cu mentinere mecanica (spre exemplu, miniselectorul in sistemul Metaconta L 11A sau in sistemul japonez D 10);
-relee trestie cu mentinere magnetica, formate din trei contacte sigilate, inconjurate de un solenoid (in sistemul 10 C si sistemul englez TXE 2);
-relee trestie cu mentinere magnetica, formate din doua contacte sigilate asociate unui magnet al carui flux magnetic poate fi inversat prin aplicarea unui impuls de curent intr-un solenoid (spre exemplu, ferreed-ul in sistemul ESS 1, contactul releului in sistemul german EWS 1 sau in Metaconta L 10R).
II.3.2.Comutatia temporala si trasmisiunea numerica
In comutatia temporala , legatura nu este stabilita in permanenta in cursul comunicatiei,
ci are loc in mod periodic, in intervale foarte scurte. Acesta permite ca de fiecare data sa se transmita un esantion al modulatiei; multiplexand esantionarile in timp, acelasi link poate fi utilizat ca suport simultan pentru circa 30 comunicatii.
Comutatorul temporal are deci rolul de a transporta un esantion din convorbirea care soseste pe o linie multiplex de intrare, spre calea temporala determinata de o linie multiplex de iesire. El trebuie deci sa indeplineasca doua operatii distincte:
-un transfer fizic (spatial) de la un multiplex la celalalt;
-o schimbare a pozitiei in timp, care se obtine facand ca esantionul sa ramana intr-o memorie tampon timp de o fractiune din ciclul 125 pe o linie multiplex de intrare, spre calea temporala determinata de o linie multiplex de iesire. El trebuie deci sa indeplineasca doua operatii distincte:
-un transfer fizic (spatial) de la un multiplex la celalalt;
-o schimbare a pozitiei in timp, care se obtine facand ca esantionul sa ramana intr-o memorie tampon timp de o fractiune din ciclul 125 micro secunde.
Avand in vedere marile avantaje prezentate de tehnica temporala, este interesant sa se analizeze relatia stransa care apare intre tehnica transmisiunii numerice si comutatia temporala.
Pentru a mari eficacitatea circuitelor baza de transmisiuni, s-a cautat de multa vreme sa se combine cel mai mare numar posibil de semnale independente (spre exemplu convorbiri telefonice) intr-un suprasemnal, prin procedeul multiplexarii. Pana in anul 1960 nu s-a utilizat practic decat multiplexarea in frecventa pe suportul comun a carui banda de trecere este foarte larga; prin caracterul lor analogic, aceste sisteme necesita multa atentie atat la punerea in functiune cat si in exploatare.
Dupa aceea a aparut sistemul de multiplexare bazat pe modulatia prin impulsuri si codificare sau ,,multiplex PCM''; principiul sau este de a produce multiplexarea in timp a semnalelor esantionate, valoarea fiecarui esantion fiind apoi codificata sub forma de numar binar din opt cifre (se pot distinge 256 niveluri diferite).
Semnalul electric proventi din microfon in timpul unei convorbiri telefonice este esantionat, masurat si codificat. Aceasta analiza instantanee, repetata cu o frecventa mare (8 kHz), furnizeaza o serie importanta de numere, al caror ansamblu constitue codificarea numerica a convorbirii.Aceste numere exprimate in cod binar au o forma analoaga aceleia a semnalelor provenite din calculatoare, putand fi transmise in mod identic.
La capatul opus al legaturii telefonice, frecventa de esantionare (circa 8.000 de ori pe secunda) este suficienta pentru ca reconvertirea acestor valori cuantificate in trepte de curent proportionale, sa permita reonstituirea cuvintelor emise, ca si cum comunicatia ar fi fost stabilita printr-o legatura telefonica clasica de inalta calitate.
Prin efectuarea analizei mai multor convorbiri la viteza foarte mare, se obtin grupuri de numere sau cuvinte, care, inseriate intr-o ordine determinata, constitue o serie de impulsuri, un ,,cadru'' sau o ,,trama'' analoaga formatului mesajelor care sunt schimbate intre calculatoare.
La receptie, orientarea diferitelor cuvinte ale fiecarei trame conform ordinei lor ,,temporale'' de sosire, permite reproducerea convorbirilor emise.
Pozitia atribuita in trama esantioanelor succesive ale aceleiasi convorbiri este denumita ,,calea temporala''. Numarul acestor cai, definit prin numarul de cuvinte al tramei, exprima capacitatea multiplexului.
In conexiunea PCM, fiecare comunicatie de intrare este definita prin pozitia sa in trama, iar, destinatia sa este impusa la iesire. Scopul comutatiei este de a permite unui abonat sa intre in legatura cu corespondentul dorit.
In telefonia clasica, conexiunea intre un abonat chemator si un abonat chemat este realizata prin pozitionarea organelor mecanice, comandata de formarea numarului la disc.
In comutatia temporala, formarea numarului are ca scop fixarea - pe durata comunicatiei - a adresei spre care vor trebui sa fie orientate esantioanele de cuvinte succesive ale unui corespondent.
Aceste esantioane sunt introduse intr-un loc determinat al tramelor unei legaturi PCM, care intra intr-o centrala automata. Functia de conexiune consta din compunerea unor noi trame de legaturi PCM, in care fiecare dintre aceste esantioane este transferta in locul afectat chematului, in cursul intregii durate a comunicatiei.
In modulatia PCM, pentru a transmite un semnal telefonic pe o cale multiplex de 4 kHz, spre exemplu, trebuie scurs un fluxde elemente binare la viteza de 64 kbit/s.Acesta este in concordanta cu formula lui Shannon care exprima astfel cantitatea de informatii ce pot fi transmise pe un circuit dat:
D = ?F log (1+S/N),
?F = largimea de banda a semnalului ;
S/N = raportul semnal/zgomot.
Pentru o cale telefonica multiplexata in frecventa de 4 kHz
?F = 4 kHz, iar S/N = 50 dB, rezulta:
D = 4.000 x 3 x 5 = 60 kbit/s.
Avantajul principal al procedeului PCM consta in realizarea unei calitati superioare a transmisiunii prin faptul ca aceasta nu este sensibila la distorsiunea lineara; de asemenea nu se produc zgomote sau diafonie, asa cum este cazul liniilor de transmisiune curente si - spre exemplu - al sistemului cu modulatie in amplitudine. In fond, suprasemnalul este un semnal binar, deci regenerarea impulsurilor care il compun este usoara chiar cand ele au suferit pe parcurs deformatii importante; este suficient ca la sosire sa se poata recunoaste prezenta sau absenta lor.
De asemenea, tehnica numerica conduce la reducerea costurilor; costul unei cai PCM este de 1,7 ori mai mic decat costul in tehnica analogica.
Utilizarea regeneratoarelor de semnale asigura o reproducere mai exacta intre doua amplificari (2 dB fata de 15 dB epntru un circuit analogic trecand printr-un centru de tranzit).
Deteriorarile raportului semnal/zgomot nu se insumeaza ca in cazul tehnicii analogice. Trebuie totusi mentionat ca procentele de erori se adauga, fapt care poate fi insa evitat prin utilizarea unui rapot S/N convenabil pentru fiecare circuit.
Sistemul PCM ofera o mai buna folosire a suporturilor de transmisie existente, cum ar fi perechile simetrice utilizate in general in transmisiunile de joasa frecventa. El permite marirea de 15 ori a capacitatii lor de transmisie.
O alta consecinta fundamentala a avantajelor sistemului de transmisiuni PCM este posibilitatea de a folosi retele dee telecomunicatii integrate, capabile sa prelucrezecomunicatii telefonice (sub forma de cuvant codificat in PCM) sau date binare cu diferite viteze.
Intr-adevar, codificarea PCM nu este decat o forma de numerizare a informatiei, iar forma numerica este forma cea mai universala a informatiei.
