Комутація каналів – основний принцип первинних мереж
Первинні мережі засновані на техніці комутації каналів. Для створення абонентського каналу комутатори первинних мереж повинні підтримувати какуюлібо техніку мультиплексування і комутації.
В даний час для мультиплексування абонентських каналів використовуються:
техніка частотного мультиплексування (Frequency Division Multiplexing, FDM);
техніка мультиплексування з розділенням часу (Time Division Multiplexing, ТОМ);
техніка мультиплексування по довжині хвилі (Wave Division Multiplexing).
Комутація каналів на основі частотного і хвильового мультиплексування
Техніка частотного мультиплексування каналів (FDM) була розроблена для телефонних мереж, але застосовується вона і для інших видів мереж, наприклад мереж кабельного телебачення.
Розглянемо особливості цього виду мультиплексування на прикладі телефонної мережі.
Мовні сигнали мають спектр шириною приблизно в 10 000 Гц, проте основні гармоніки укладаються в діапазон від 300 до 3400 Гц. Тому для якісної передачі мові досить утворити між двома співбесідниками канал із смугою пропускання в 3100 Гц, який і використовується в телефонних мережах для з’єднання двох абонентів.
В той же час смуга пропускання кабельних систем з проміжними підсилювачами, що сполучають телефонні комутатори між собою, зазвичай складає сотні кілогерц, а іноді і сотні мегагерц.
Проте безпосередньо передавати сигнали декількох абонентських каналів по широкосмуговому каналу неможливо, оскільки всі вони працюють в одному і тому ж діапазоні частот і сигнали різних абонентів змішуються між собою так, що розділити їх неможливо.
Для розділення абонентських каналів характерна техніка модуляції високочастотного несучого синусоїдального сигналу низькочастотним мовним сигналом (мал. 6.1). Ця техніка подібна до техніки аналогової модуляції при передачі дискретних сигналів модемами, тільки замість дискретного початкового сигналу використовуються безперервні сигнали, що породжуються звуковими коливаннями.
В результаті спектр модульованого сигналу переноситься в інший діапазон, який симетрично розташовується щодо несучої частоти і має ширину, приблизно співпадаючу з шириною модулюючого сигналу.
Мал. 6.1. Модуляція мовним сигналом
Якщо сигнали кожного абонентського каналу перенести у власний діапазон частот, то в одному широкосмуговому каналі можна одночасно передавати сигнали декількох абонентських каналів.
На входи FDM-комутатора поступають початкові сигнали від абонентів телефонної мережі. Комутатор виконує перенесення частоти кожного каналу в свій діапазон частот. Зазвичай високочастотний діапазон ділиться на смуги, які відводяться для передачі даних абонентських каналів (мал. 6.2).