انتقال آنالوگ

[ghazal_ak]

ابتدا چگونگي عملکرد يک گوشي تلفن را بررسي مي کنيم:



1. با برداشتن گوشي تلفن ، يک مدار الکتريکي در تلفن بسته شده و از تلفن شما به سوئيچ مرکز تلفن شرکت مخابرات يک جريان مستقيم با ولتاژ کم جاري مي گردد. اين جريان مستقيم ، جريان حامل(Carrier current) ناميده مي شود.


2. با شروع صحبت ، امواج صوتي توليد شده توسط حنجره شما به ديافراگم ميکروفن کوچک گوشي تلفن ضربه زده و باعث نوسان آن مي‌گردد.

3. نوسان ديافراگم ، يک مدار الکتريکي را در گوشي تلفن باز و بسته کرده و جرياني الکتريکي توليد مي کند که فرکانس آن تقريبا همان فرکانس امواج صوتي شما مي باشد. اين جريان الکتريکي با امواج صوتي توليد شده توسط حنجره شما مشابه(Analogous) بوده و به اين دليل به اين سيگنال ، سيگنال آنالوگ(Analog) گفته مي شود.

4. اين سيگنال آنالوگ ، روي جريان حامل خط مشترک آنالوگ از تلفن شما به مرکز تلفن منتقل مي گردد. در آنجا به سيگنال ديجيتال(DS0) تبديل شده و سپس از طريق شبکه تلفن به مقصد مورد نظر شما سوئيچ مي شود.



در مرکز تلفن گيرنده ، مراحل بر عکس است:

5. يک رمزگشا يا ديکودر در مرکز تلفن گيرنده ، سيگنالهاي ديجيتال را از سوئيچ دريافت کرده و آنها را به سيگنال آنالوگ تبديل مي کند.

6. سيگنال آنالوگ از طريق خط مشترک آنالوگ به شخص مورد نظر شما منتقل مي شود.


7. سيگنال الکتريکي دريافتي ، باعث نوسان ديافراگم گوشي تلفن گيرنده مي گردد.
8. امواج صوتي توليد شده در گوشي ، توسط گوش شنونده شنيده مي شود.



اتصال کامل شده است.

[ghazal_ak]

به سيگنال آنالوگ ، شکل موج پيوسته نيز گفته مي شود و برخلاف سيگنالهاي ديجيتال گسسته (صفر و يک ها) سيگنال هاي آنالوگ يک الگوي پيوسته اي از چندين فرکانس و دامنه دارند.
تارهاي صوتي انسان مي تواند امواج صوتي در محدوده 50 هرتز تا 5000 هرتز توليد کند( شکل زير).

اسيلوسکوپ محدوده فرکانسي منتقل شده روي شبکه تلفن را نشان مي دهد.

در دهه 1920 دانشمندان متوجه شدند که عمده انرژي سيگنال صحبت در محدود فرکانسي 4000 هرتز است و براي درک سيگنالهاي دريافتي و تشخيص گوينده لزومي به ارسال تمام سيگنال صحبت از طريق شبکه تلفن نمي باشد.

در نتيجه بجاي انتقال کل انرژي صحبت انسان ، سيگنال از يک فی-ل-تر ميان گذر عبور داده شده و تمام سيگنالهاي خارج از محدوده 300 تا 3400 هرتز حذف مي شود. اين سيگنال فی-ل-تر شده ( خطوط قرمز شکل بالا) مي تواند براي انتقالي کارآمد، نسبتاً مطمئن و اقتصادي از طريق شبکه تلفن با ديگر سيگنالهاي آنالوگ تسهيم فرکانس(Frequency multiplexed) شود.
هر صوتي که با عبور از فی-ل-تر فوق ، کيفيت آن خيلي افت نکند را مي توان از طريق سيم هاي تلفن آنالوگ منتقل کرد.
مثلاً مي توان يک کنسرت ارکستر سمفوني را ارسال کرد اما شايد کيفيت صوت دريافتي راضي کننده نباشد اما در مورد اپرا که با صداهاي زير اجرا مي شود انرژي صوتي حتي به محدوده 10000 هرتز نيز رسيده و پس از فی-ل-تر شدن ، کيفيت صوت دريافتي ابداً رضايت بخش نخواهد بود.

[ghazal_ak]

تا سال 1962 همة شبکه هاي تلفني از نوع سيستم هاي آنالوگ بودند. يکي از دلايل اوليه براي جايگزين کردن انتقال آنالوگ با انتقال ديجيتال ، مشکل اعوجاج حاصل از نويز بود.
نويز ، تداخل الکترومغناطيس ناشي از ديگر منابع مانند خطوط برق، ماشينهاي الکترکي ، وسايل منزل و حتي خود شبکه تلفن مي باشد. سيگنال آنالوگ که يک شکل موج پيوسته با فرکانس و دامنه متغير است با عبور از شبکه در اثر اعوجاج نويز، آسيب ديده و از شکل اصلي خارج مي شود ( شکل زير را ببنيد).

اعوجاج نويز روي خط

تکنيک هاي پيشرفته اي براي اجتناب از نويزهاي ناخواسته ايجاد شده اند اما روشي براي جدا کردن نويز از سيگنال آنالوگ وجود ندارد و در هر حال نويز باعث کاهش کيفيت صحبت و يا ديتاي انتقالي از طريق شبکه مي گردد.

[ghazal_ak]

اگر يک سنگ کوچک را در درياچه يا حوض آب بياندازيد مي بيند که امواج حاصل به تدريج که از نقطه اصابت دور مي شوند تضعيف مي گردند.
اين مورد براي امواج الکتريکي نيز صادق بوده و سيگنالهايي که از طريق شبکه حرکت مي کنند پس از چند کيلومترتضعيف شده و انرژي خود را از دست مي دهند و در نتيجه بايستي تکرار شوند. ( شکل زير را ببنيد).

سيگنال آنالوگ با عبور از سيم تضعيف مي شود.

براي تشخيص اينکه سيگنالهاي آنالوگ تضعيف شده اند وهمچنين تکرار آنها براي قسمت طولاني بعدي، از تکرارکننده هاي الکتريکي استفاده مي شود. اما از آنجا که براي جدا کردن نويز سيگنال اصلي راهي وجود ندارد، تکرار کننده ، نويز را نيز ارسال مي کند. با اضافه شدن نويز بيشتر به سيگنال آنالوگ ، نسبت سيگنال به نويز ، سريعاً کاهش يافته و در نتيجه فاصله بين تکرار کننده ها کاهش مي يابد. اما برعکس ، يک سيستم ديجيتال داراي دامنه و فرکانس ثابت است ( شکل زير را ببنيد).

سيگنال ديجيتال داراي دامنه و فرکانس ثابت است.

اگر چه يک سيستم ديجيتال نيز مشکلات نويز و تضعيف را دارد اما تصحيح اين مسائل خيلي ساده تر است چون بايستي فقط پالسهاي با دامنة ولتاژ مشخص متناظر کدهاي باينري براي نوسازي تشخيص داده شوند. ( شکل زير را ببنيد).

سيگنال ديجيتال تضعيف شده به همراه نوسازي مجدد سيگنال مشابه

[ghazal_ak]

مزاياي سيگنالهاي آنالوگ

از مزيت هاي که سيگنالهاي آنالوگ دارند ميتوان به موارد زير اشاره کرد :با سوئيچ هاي الکترومکانيکي و سپس الکترونيکي نيمه اول قرن بيستم سازگار بودند.

طي سالهاي متمادي آزمايش خود را پس داده و سرويسهاي نسبتاً مطمئني ارائه کرده اند.
نصب ساده و نسبتاً ارزان دارند.

سيگنالها مي توانند روي سيم يا کابل کواکسيال ، تسهيم فرکانسي شده و يک محيط کارآمد براي اتصال مراکز سوئيچ فراهم کنند. افزايش تقاضاي صوت و ديتا با پيشرفتهاي تکنولوژيکي انتقال آنالوگ مايکروويو برآورده شده است.

معايب سيگنالهاي آنالوگ

چندين عيب براي سيگنالهاي آنالوگ وجود دارد:

1. اين سيگنالها ، مستعد تداخل الکتريگي منابع خارجي مانند خطوط برق، تشعشعات خورشيدي، طوفانهاي رعد و برق و همچنين نويز ناشي از خود شبکه تلفن مي باشند.
2. انتقال اطلاعات تا حدود 1400 بيت در ثانيه از طريق خط مشترک امکان پذير است و توان عملياتي بيشتر با استفاده از تکنيک هاي کدينگ سيگنال و فشرده سازي صورت مي گيرد.
3. با افزايش استفاده از سوئيچ هاي ديجيتال در دهه هاي هفتاد و هشتاد ميلادي يک نقطه سر به سر اقتصادي اتفاق افتاد که بر چيدن ترانک هاي آنالوگ بين مراکز مقرون به صرفه ترشد.
4. با کاهش هزينه هاي الکترونيک ديجيتال در دهه هشتاد ، تجهيزات ديجيتالي اقتصادي تر شدند.
5. در شبکه هاي صوتي ، با افزايش تجهيزات فيبرنوري در دهه هاي هشتاد و نود، تجهيزات آنالوگ ديگر قادر نبودند از لحاظ توان عملياتي، قابليت اطمينان و سرويس دهي رقابت کنند.
6. درشبکه هاي ديتا نيز توان عملياتي و نرخ هاي خيلي بيشتر سيستم هاي ديجيتال و سپس تجهيزات فيبرنوري، سيستم هاي آنالوگ را از گردونه رقابت خارج کردند.

[ghazal_ak]

حرکت از انتقال آنالوگ به انتقال ديجيتال

در سال 1962 انتقالT1 ديجيتال بر روي سيم مسي ارائه گرديد. در آن سالها به علت هزينه هاي زياد الکترونيک ديجيتال ، استفاده از اين تجهيزات بين مراکز تلفن و تا حدود 500 کيلومتر مقرون به صرفه بود. براي فواصل بيشتر ، شرکتهاي تلفن از سيستم هاي راديوئي مايکروويو آنالوگ و بعداً ديجيتال استفاده مي کردند. در واقع انتقال راه دور از سيستم هاي آنالوگ مبتني بر سيم مسي شروع و سير تکاملي خود را با مايکروويو آنالوگ و بعداً ديجيتال ادامه داد. با گسترش و توسعه کابلهاي فيبر نوري در سال 1977 و با ارائه تجهيزات کامل ديجيتال فيبر نوري ، سيستم هاي انتقال سريع ، تکاملي بيشتري پيدا کردند.
در قسمت سوئيچ ، تا سال 1974 که سوئيچ ديجيتال ارائه گرديد، سوئيچ هاي تلفن فقط از سيگنالهاي آنالوگ استفاده مي کردند. و بعدها با کاهش هزينه هاي توليد سوئيچ هاي ديجيتال، جايگزيني ترانک هاي انتقال آنالوگ با تجهيزات ديجيتال مقرون به صرفه تر شد.

انتقال اطلاعات روي خطوط آنالوگ

درصورتيکه از يک مودم روي خط مشترک آنالوگ استفاده شود به دليل وجود هم شنوايي (Crosstalk) - تداخل نويز در مرکز تلفن – انتقال ديتا نمي تواند با سرعت56Kb/s صورت گيرد. با استفاده از مودم هايV.90 سرعت ارسال ديتا به حدود 33.6 Kb/s و سرعت دريافت به 53 Kb/s محدود مي شود البته مودم هاي جديدترV.92 سرعت ارسال ديتا را حدود%50 افزايش مي دهند. در صورتيکه شما از يک خط اختصاصي ديجيتال دائمي(Leased line) 56 Kb/sاستفاده مي کنيد، مي توانيد با سرعت 56 Kb/s اطلاعات را ارسال کنيد. سيگنال ديجيتال ارسالي شما از طريق خط اختصاصي به مرکز تلفن رسيده و از طريق سوئيچ ديجيتال و سپس شبکه منتقل مي شود. در طرف ديگر، سوئيچ محلي دريافت کننده ، گيرنده نهائي را تشخيص مي دهد و در صورتيکه گيرنده داراي خط آنالوگ باشد اطلاعات ديجيتال را به آنالوگ تبديل کرده و آنها را از طريق خط مشترک به مودم گيرنده ارسال مي کند.
اطلاعات آنالوگ توسط مودم گيرنده به سيگنالهاي ديجيتال تبديل شده و به کامپيوتر ارسال مي گردد. در صورتيکه وضعيت خط مشترک مناسب باشد و گيرنده از مودم V.90 استفاده کند مي تواند با سرعت53 Kb/s اطلاعات ارسالي شما را دريافت کند و اگراز مودمي غير از V.90استفاده مي کند ، مودم گيرنده و مودم مرکز تلفن اطلاعاتي را به يکديگر رد و بدل کرده و حداکثر سرعت ممکن تبادل اطلاعات را بدست مي آورند.

سيگنالهاي آنالوگ درچه بخش هاي شبکه مخابراتي وجود دارند؟

در بعضي از مراکز سوئيچ و سيستم هاي انتقال دنيا هنوز از سيگنالهاي آنالوگ استفاده مي شود که به تدريج با تجهيزات ديجيتال در حال جايگزين شدن مي باشند.

امروزه سيگنالهاي آنالوگ در دو بخش عمده شبکه هاي مخابراتي پيشرفته وجود دارند.

1. خط مشترک محلي – آن بخش از شبکه تلفن که مشترکين منازل و مراکز تجاري را به مرکز تلفن متصل مي کند ( شکل زير را ببنيد). در اين بخش هنوز احتياجات دسترسي شبکه اکثر مشترکين با انتقال آنالوگ برآورده مي شود. البته اين بخش نيز در حال دگرگوني است.

اغلب منازل و تعداد زيادي از مراکز تجاري کوچک با خط مشترک آنالوگ به ديگر نقاط دنيا متصل هستند.

1. تلفن هاي موبايل سلولي – در اوايل 1980 که نصب مي شدند همگي آنالوگ بودند. اين سيستم هاي سلولي قديمي ، امروزه با تجهيزات سلولي ديجيتال در حال جايگزيني هستند. از دلايل عمده جايگزيني، قيمت مناسب، هزينه هاي نگهداري کم و نيازهاي جديد مشتريان مانند ديتاي بي سيم است .

منبع : .isfahantelecom

[ghazal_ak]

تا همين چند سال اخير، انتقال آنالوگ درحلقه محلي(Local Loop) براي سرويسهاي تلفن قديمي ساده(POTS) کارآمد ، مقرون به صرفه و بسيار مطمئن بود. با پيشرفت هاي اينترنت و سرويسهاي ديجيتال ، مشتريان سرويسهاي POTS بيشتري نياز دارند اما متقاضي پهناي باند بيشتري نيز هستند که انتقال ديجيتال مي تواند اين نيازمنديها را برآورده کند. تا زماني که اين درخواست ها با بکارگيري مودم براي انتقال سيگنالهاي ديجيتال به شکل آنالوگ در نرخ هاي حدود 56 Kb/s آنها را راضي نگه دارد فشار زيادي براي جايگزيني انتقال آنالوگ صورت نمي گيرد.
از طرفي شرکتهاي مخابراتي در بخش تجهيزات خط مشترک محلي، سرمايه گذاريهاي زيادي انجام داده اند و مايل هستند که بين سرمايه گذاري انجام شده و سرويسهاي جديد مورد نياز مشتريان يک تعادلي ايجاد کنند.
با افزايش تقاضاي نرخ بيشتر انتقال ديتا، ارائه دهندگان سرويسهاي مخابراتي از روشهاي زير مي توانند استفاده کنند:



1. خطوط شخصي اختصاصي ديجيتال که مي تواند توان عملياتي 56 Kb/s ، 64 Kb/s و يا بيشتر را ارائه کند.

2. ISDN با نرخ144 Kb/s براي اينترفيس نرخ پايه(BRI) که دو سرويس64Kb/s يا کانال حامل B و يک کانال 16 Kb/s نوعD را بروي خط مشترک با استفاده از زوج سيم مسي ارائه کند.

3. ADSLمي تواند1.5-2 Mb/s را روي بستر زوج سيم مسي ارائه کند.

4. DSL که توان عملياتي1.5 Mb/s شامل 16 خط تلفن و ديتاي سرعت بالاي اختصاصي و دسترسي به اينترنت روي بستر زوج سيم مسي را ممکن مي سازد.

5. مودم هاي کابلي مي توانند نرخ بيت1.5 Mb/s و يا بيشتر را روي کابل کواکسيال ارائه کنند.

خطوط مشترک ديجيتال ، دسترسي ديجيتال به شبکه را در سرعتهاي مختلف مسير مي کنند.

6. اتصال بي سيم به مراکز تلفن


سرانجام با افزايش نيازمنديهاي ديجيتال مشتريان ، تمام منازل و مناطق تجاري يک اتصال ديجيتال خواهند داشت.