Система передачи речь/данные

 

Изобретение относится к технике связи, в частности к технике передачи информации по каналам связи в телефонной сети общего пользования (ТФОП). Технический результат - повышение информативности передачи информации по ним. Система передачи содержит помещение абонентов 1, содержащее низкочастотный (НЧ) абонент 2, первый НЧ фильтр 3, высокочастотный (ВЧ9 абонент 15, первый аналого-цифровой/цифроаналоговый преобразователь 16(АЦП/ЦАП), линии связи 4,11,13, помещение АТС 5,12,14, содержащее поле коммутации 6, второй НЧ-фильтр 7, цифровую систему передачи 8, статистический мультиплексор 9, оборудование линейного тракта 10, второй ВЧ-фильтр 18, второй АЦП/ЦАП 19. 1 ил.

Изобретение относят к технике связи, в частности к технике передачи информации по каналам связи в телефонной сети общего пользования (ТФОП).

Известна система передачи (с/п) с помощью многовходового модема. В данном устройстве имеется, например, два входа со скоростью передачи в каждом до 7200 бит/с. Данные входы объединяются в один, подключенный к двухпроводной линии от автоматической телефонной станции (АТС) ТФОП, со скоростью передачи информации до 14400 бит/с.

Ко входам этого модема можно подключать, например: - оборудование для передачи данных - оконечное оборудование данных - на первый вход; - телефон (или модем) речевого (аналогового) абонента, для которого аналоговый сигнал проходит оцифровку, подвергается сжатию и подается на второй вход многовходового модема.

Таким образом, с помощью многовходового модема можно получить два канала связи с суммарной скоростью передачи не более 14400 бит/с для АТС, находящихся в ТФОП.

Далее эти каналы связи в ТФОП называем основным коммутируемым каналом связи со скоростью до 14400 бит/с (ОККС).

Достоинством ОККС является то, что они включены в ТФОП и имеют, таким образом, широкую сеть абонентов.

Недостатком является то, что суммарную скорость передачи информации в данном ОККС нельзя получить более 14400 бит/с.

Известна с/п, выбранная в качестве прототипа, с помощью оборудования для передачи данных над речью (ОПДР).

В данной с/п содержатся последовательно соединенные: - первый низкочастотный фильтр (НЧ-фильтр), к которому подключают речевого (аналогового) абонента; - линию связи, соединяющую абонентов и АТС; - второй низкочастотный фильтр, осуществляющий выделение сигнала от НЧ-абонента (аналогового абонента) на АТС; - поле коммутации, собственно осуществляющее коммутацию в ТФОП, в качестве которого могут выступать АТС любого типа (декадно-шаговые, координатные, электронные и квазиэлектронные); - цифровую систему передачи (к которой подключается поле коммутации в случае исходящего соединения на другую АТС), в качестве которой может вступать с/п типа ИКМ-30; - оборудование линейного тракта цифровой системы передачи (ИКМ-30), подключающее цифровую с/п к соединительным линиям АТС, а также последовательно соединенные:
- первый аналого-цифровой/цифроаналоговый преобразователь, осуществляющий преобразование аналогового ВЧ-сигнала в цифровой и цифрового сигнала в ВЧ-аналоговый;
- первый высокочастотный фильтр (ВЧ-фильтр), выделяющий ВЧ-сигнал от НЧ-сигнала в помещении абонентов;
- линию связи;
- второй высокочастотный фильтр, выделяющий ВЧ-сигнал от НЧ-сигнала в помещении АТС;
- второй аналого-цифровой/цифроаналоговый преобразователь, осуществляющий преобразование аналогового ВЧ-сигнала в цифровой и цифрового сигнала в ВЧ-аналоговый в помещении АТС.

К НЧ-фильтру подключен НЧ-абонент, к ВЧ-фильтру подключен ВЧ-абонент.

НЧ-абонент может включать в себя несколько абонентов, объединенных в один ОККС. ВЧ-абонент может включать в себя также несколько абонентов, групповая скорость передачи информации от которых ограничена средой передачи, для ТФОП которой является двухпроводная линия связи, верхняя частота сигнала в которой ограничена, следовательно, ограничена и скорость передачи информации для ВЧ-абонентов.

В дальнейшем каналы связи, образованные с помощью ОПДР, для ВЧ-абонентов называем дополнительным каналом связи (ДКС).

Разделение ВЧ/НЧ-абонентов происходит с помощью ВЧ/НЧ-фильтров, установленных у абонента и на АТС.

Таким образом, получают два канала, включенных в двухпроводную линию ТФОП на АТС - ОККС и ДКС.

ОККС - коммутируемый в ТФОП канал связи с абонентами, включенными с ТФОП.

ДКС - канал связи, не коммутируемый в ТФОП, а выделенный из нее, соответственно имеющий ограниченный круг пользователей и включенный в оборудование, выделенное из ТФОП (например, ЭВМ, выделенные центры коммутации, локальные вычислительные сети).

Достоинством данной системы передачи является то, что повышается информативность передачи по двухпроводной линии связи, соединяющей АТС и абонента, и более высокая скорость передачи информации для ВЧ-абонента, чем для НЧ-абонента.

Недостатком в том, что ДКС является выделенным из ТФОП и, следовательно, не имеет возможности коммутации в ТФОП, что ограничивает круг абонентов данной с/п.

Задача, решаемая изобретением, состоит в расширении круга пользователей для оборудования ОПДР, повышении информативности передачи каналов связи, предоставляемых ТФОП, и скорости передачи информации по ним.

Этот достигается тем, что в систему передачи речь/данные, содержащую последовательно соединенные первый низкочастотный фильтр, линию связи, второй низкочастотный фильтр, поле коммутации, цифровую систему передачи, оборудование линейного тракта цифровой системы передачи и последовательно соединенные первый аналого-цифровой/цифроаналоговый преобразователь, первый высокочастотный фильтр, линию связи, второй высокочастотный фильтр, второй аналого-цифровой/цифроаналоговый преобразователь, согласно изобретению введен статистический мультиплексор, третий вход и третий выход которого связаны с оборудованием линейного тракта цифровой системы передачи, причем первый вход и первый выход статистического мультиплексора связаны со вторым входом и вторым выходом цифровой системы передачи, которая последовательно соединена со вторым низкочастотным фильтром, полем коммутации, линией связи, первым низкочастотным фильтром, а второй вход и второй выход статистического мультиплексора связаны со вторым входом и вторым выходом второго аналого-цифрового/цифро-аналогового преобразователя, который последовательно соединен со вторым высокочастотным фильтром, полем коммутации, линией связи, первым высокочастотным фильтром, первым аналого-цифровым/цифроаналоговым преобразователем (АЦП/ЦАП).

Таким образом, сходство с прототипом выражается в том, что содержатся последовательно соединенные первый низкочастотный фильтр, линия связи, второй низкочастотный фильтр, поле коммутации, цифровая система передачи, оборудование линейного тракта цифровой системы передачи и последовательно соединенные первый аналого-цифровой/цифроаналоговый преобразователь, первый высокочастотный фильтр, линия связи, второй высокочастотный фильтр, второй аналого-цифровой/цифроаналоговый преобразователь. Это соединение дает повышение информативности передачи по двухпроводной линии связи в ТФОП до АТС за счет ВЧ-канала (создаваемого оборудованием ОПДР), по которому передают информацию в высокочастотной области для оборудования, выделенного из ТФОП.

Отличие от прототипа выражается в том, что:
введен статистический мультиплексор, третий вход и третий выход которого связаны с оборудованием линейного тракта цифровой системы передачи, т.е. к оборудованию линейного тракта цифровой с/п подключают цифровой с/п статистический мультиплексор;
первый вход и первый выход статистического мультиплексора связаны со вторым входом и вторым выходом цифровой системы передачи;
цифровая система передачи последовательно соединена со вторым низкочастотным фильтром, полем коммутации, линией связи, первым низкочастотным фильтром; это дает обычное прохождение соединения и связь для НЧ-абонента, являющегося основным абонентом ТФОП, только эта связь проходит дополнительно через НЧ-фильтры и через статистический мультиплексор;
второй вход и второй выход статистического мультиплексора связаны со вторым входом и вторым выходом второго аналого-цифрового/цифроаналогового преобразователя, этот второй АЦП/ЦАП производит преобразование аналогового ВЧ-сигнала в цифровой, и наоборот;
второй АЦП/ЦАП последовательно соединен со вторым высокочастотным фильтром, полем коммутации, линией связи, первым высокочастотным фильтром, первым аналого-цифровым/цифроаналоговым преобразователем; это дает прохождение ВЧ-сигнала, содержащего информацию с более высокой скоростью, чем у НЧ-сигнала, по линии связи, по ВЧ-каналу, на второй АЦП/ЦАП (с помощью оборудования ОПДР);
таким образом, получают соединение в ТФОП двух абонентов - ВЧ-абонента и НЧ-абонента, причем т.к. ВЧ-абонент частично выделен из ТФОП (ВЧ-абонент в ТФОП имеет с НЧ-абонентом общую коммутацию, линию связи, но ввод в цифровую с/п - отдельный, через ВЧ-фильтры второй АЦП/ЦАП, статистический мультиплексор и в цифровую с/п через цифровой вход), то скорость передачи информации у него выше, чем у НЧ-абонента.

Технический результат выражается в:
- повышении информативности передачи каналов связи, предоставляемых ТФОП;
- расширении круга пользователей, включенных в ОПДР, до количества абонента ТФОП;
- за счет вышеперечисленного - в расширении вида услуг, предоставляемых ТФОП (интеграция услуг);
- повышенной скорости передачи в ДКС (ВЧ-абонент), чем в ОККС (НЧ-абонент).

На чертеже изображена система передачи речь/данные.

Система передачи речь/данные содержит:
- последовательно соединенные в помещении абонентов 1 НЧ-абонент 2, первый низкочастотный фильтр 3, линию связи 4 с помещением АТС 5, в котором с линией связи 4 последовательно соединены поле коммутации 6, второй низкочастотный фильтр 7, цифровая система передачи 8, связанная вторым входом и вторым выходом с первым входом и первым выходом статистического мультиплексора 9, подключенного третьим входом и третьим выходом к оборудованию линейного тракта цифровой с/п 10, связанного линией связи 11 с помещением АТС 12, связанной линией связи 13 с помещением абонентов 14;
- последовательно соединенные в помещении абонентов 1 ВЧ-абонент 15, первый аналого-цифровой/цифроаналоговый преобразователь 16, первый высокочастотный фильтр 17, линию связи 4 с помещением АТС 5, в котором с линией связи 4 последовательно соединены поле коммутации 6, второй высокочастотный фильтр 18, второй АЦП/ЦАП 19, связанный вторым входом и вторым выходом со вторым входом и вторым выходом статистического мультиплексора 9. Кроме того, с/п типа ИКМ-30 имеет 30 каналов, следовательно, на каждый из них должны быть установлены вторые ВЧ/НЧ-фильтры, второй АЦП/ЦАП, а статистический мультиплексор должен иметь 30 цифровых входов-выходов, к которым подключено 30 вторых АЦП/ЦАП (второй вход-выход статистического мультиплексора, подключенный ко второму входу-выходу вторых АЦП/ЦАП).

Работа системы происходит следующим образом.

НЧ-абонент 2 по НЧ-каналу (ОККС в ТФОП), образованному НЧ-фильтрами 3,7 и аналогичными фильтрами на АТС 12 и у НЧ-абонента из помещения 14, производит соединение с нужным ему НЧ-абонентом из помещения 14.

Здесь соединение и передача информации ничем не отличаются от обычного соединения, обеспечиваемого ТФОП, для ОККС. Соединение и связь (передача информации) происходит следующим образом.

НЧ-абонент 2 по НЧ-каналу в двухпроводной линии связи в ТФОП 4 через НЧ-фильтр 3 в помещении 1 производит выход на АТС 5. На АТС 5 производит коммутацию через коммутационное поле 6 обычным образом, как любой абонент ТФОП, набором номера. Данное поле коммутации должно иметь обязательно только пространственную коммутацию. Произведя коммутацию внутри данной АТС 5, абонент 2 попадает на цифровую систему передачи 8 (для связи с другой АТС 12). Для этого он выделяется НЧ-фильтром 7 и подключается к с/п 8, к первому аналоговому входу-выходу. В с/п 8 аналоговый сигнал абонента 2 оцифровывается и подается со второго выхода на первый вход статистического мультиплексора 9.

Пройдя через 9 от первого входа к третьему выходу, сигнал НЧ-абонента подается на оборудование линейного тракта цифровой с/п 10 и передается в линию 11. На другой АТС 12, оборудование аналогично оборудованию АТС 5, и там осуществляются прием сигнала НЧ-абонента 2, коммутация и соединение его с нужным НЧ-абонентом по линии 13 в помещении 14.

Прием сигналов НЧ-абонентов осуществляется через оборудование линейного тракта 10, подключенное к третьему входу мультиплексора 9, первый выход которого соединен со вторым входом с/п 8.

Аналогичным же образом происходят соединение и связь НЧ-абонента из помещения 14 с НЧ-абонентом 2.

Таким образом, НЧ-абонент производит соединение и связь с нужным ему абонентом ТФОП обычным образом, только через НЧ-фильтры и мультиплексор 9.

Если, произведя связь с нужным ему НЧ-абонентом из помещения 14, НЧ-абонент 2 захочет передать ему дополнительно какую-либо информацию (например, данные), он включает ВЧ-абонента 15. Скорость передачи информации от абонента 15 зависит от частотного диапазона, выделяемого ему. Ограничение частного диапазона обеспечивают: двухпроводная линия связи в ТФОП 4; коммутационное поле 6.

Основное ограничение обеспечивает коммутационное поле 6, если поле 6 будет построено по принципу с пространственно-временной коммутацией, то информацию ВЧ-абонента 15 передать не удастся, т.к. на входе данного коммутационного поля установлены НЧ-фильтры. Данная система передачи речь/данные рассчитана для полей с коммутацией только по принципу пространственной коммутации, например для координатных АТС типа АТСК-У. Опытные испытания на прохождение высокой частоты по коммутационному полю АТС типа АТСК-У показали, что по нему возможно распространение сигналов частотой до 100 кГц. На такой частоте реально передавать данные в дуплексном режиме, со скоростью до 20 кБод. Примем эту скорость за исходную.

Таким образом, от абонента 15 на частоте 100 кГц передаем данные скоростью до 20 кБод по ВЧ-каналу, по ТФОП, к ВЧ-абоненту в помещении 14, связь с которым установил НЧ-абонент 2 по ТФОП.

Для этого информация ВЧ-абонента поступает на АЦП/ЦАП 16 (АЦП/ЦАП 16 производят преобразование цифровой информации от ВЧ-абонентов и ВЧ-аналоговый сигнал и преобразование ВЧ-аналогового сигнала к ВЧ-абонентам в цифровой, а АЦП/ЦАП 18, наоборот, т.е. так, чтобы по линии 4 передавался только аналоговый ВЧ-сигнал, а не цифровой), ВЧ-фильтр 17 далее по ВЧ-каналу, по линии связи 4 - на коммутационное поле 6. ВЧ-канал выделяется фильтром 18 в помещении АТС 5 и поступает на первый вход-выход АЦП/ЦАП 19. АЦП/ЦАП 19 преобразуют ВЧ-сигнал в цифровые данные со скоростью до 20 кБод и подают со второго выхода на второй вход статистического мультиплексора 9. В статистическом мультиплексоре 9 происходит ввод этих данных в канал связи, образованный НЧ-абонентом 2 после соединения с помещением абонентов 14.

Далее эти данные от ВЧ-абонента 15 через оборудование 10 и линию связи 11 поступают на другую АТС 12 и через такое же оборудование (цифровая с/п, статистический мультиплексор, АЦП/ЦАП, ВЧ-фильтр, коммутационное поле ТФОП), линию связи 13 - ко второму ВЧ-абоненту из помещения 14 по каналу связи, который установил НЧ-абонент, обычным образом по ТФОП.

Прием данных ВЧ-абонентов 15 происходит через оборудование 10, подключенное к третьему входу мультиплексора 9, который подключен вторым выходом ко второму входу второго АЦП/ЦАП 19 и далее через ВЧ-фильтры 17, 18, поле 6, линию 4, первый АЦП/ЦАП - к ВЧ-абоненту.

Передача-прием данных по ВЧ-каналу от ВЧ-абонента из помещения 14 к абоненту 15 идет аналогично описанной выше передаче данных от абонента 15 к ВЧ-абоненту из помещения 14.

Статистический мультиплексор 9 может работать несколькими способами. Например, он может производить ввод-вывод данных от ВЧ-абонента, в паузы информации, поступающей от НЧ-абонента. Он может быть построен по известному принципу временного уплотнения, с динамическим распределением пропускной способности, когда пропускную способность канала связи динамически распределяют между входами данного мультиплексора на один общий выход на передаче информации и из одного общего входа на разные выходы на приеме информации (между ВЧ/НЧ-абонентами). Это распределение проводят в соответствии с известными протоколами типа HDLC или SDSC.

Задачей данного мультиплексора является динамическое перераспределение пропускной способности третьего входа-выхода (для каналов связи в ТФОП - 64 кБит/с) между его первым и вторым входами-выходами (два входа-выхода со скоростью передачи в каждом до 64 кБит/с), в зависимости от наличия или отсутствия информации на них. Приоритет в случае наличия информации на обоих входах-выходах - 64 кБод (пакеты из 8 бит информации с тактовой частотой 2048 кБит/с, следующие с частотой 8 кГц - данные приведены для с/п типа ИКМ-30.

В связи с тем, что каждый канал цифровой с/п снабжен вторыми ВЧ/НЧ-фильтрами, вторыми АЦП/ЦАП, любой абонент ТФОП попадает на данное оборудование, помимо основного (цифровой с/п), и, если он имеет оборудование ОПДР, то может дополнительно передавать высокоскоростную информацию по тому же каналу, по которому установил основное соединение описанным выше образом. В качестве:
НЧ-абонента использовался речевой абонент - человек;
первого НЧ-фильтра, первого ВЧ-фильтра, первого аналого-цифрового/цифроаналогового преобразователя - стандартные, широко используемые блоки ВЧ-А и НЧ-А из состава установки АВУ (абонентского высокочастотного уплотнения), предназначенной для уплотнения абонентских линий до АТС;
ВЧ-абонента: в помещении 1 - терминал; в помещении 14 - последовательный интерфейс из состава ЭВМ МС1212, скорость обмена 2400 Бит/с;
поля коммутации - АТС типа АТСК-У (координатная АТС);
второго ВЧ-фильтра, второго НЧ-фильтра, второго АЦП/ЦАП - станционные блоки из состава установки АВУ, типа ВЧ/НЧ-С;
системы передачи - ИКМ-30;
оборудования линейного тракта - из состава ИКМ-30;
линии связи - обычный (любой) кабель, соединяющий телефонных абонентов с АТС;
соединительной линия 11 - обычный (любой) кабель, соединяющий АТС;
после преобразования аналогового сигнала в цифровой в блоках ВЧ-А, ВЧ/НЧ-С необходимо к их выходам подключить любой компаратор;
статистического мультиплексора - любой мультиплексор, удовлетворяющий описанным выше требованиям, например мультиплексор фирмы RAD, модуль типа Megaplex-200 с выходной скоростью 2048 кБит/с и со входными высокоскоростными модулями подключения на скорости от 56 до 2048 кБит/с.

В связи с тем, что данная система передачи речь/данные ограничена по частоте передачи по ВЧ-каналу оборудованием коммутации, применяемой на данной АТС, и типом системы передачи (данная с/п речь/данные применяется только для цифровых с/п), то он может найти ограниченное применение, например только для местных сетей ТФОП.

Формула изобретения

Система передачи речь/данные, содержащая последовательно соединенные первый низкочастотный фильтр, линию связи, второй низкочастотный фильтр, поле коммутации, цифровую систему передачи, оборудование линейного тракта цифровой системы передачи и последовательно соединенные первый аналого-цифровой/цифроаналоговый преобразователь, первый высокочастотный фильтр, линию связи, второй высокочастотный фильтр, второй аналого-цифровой/цифроаналоговый преобразователь, отличающаяся тем, что в нее введен статистический мультиплексор, третий вход и третий выход которого связаны с оборудованием линейного тракта цифровой системы передачи, причем первый вход и первый выход статистического мультиплексора связаны с вторым входом и вторым выходом цифровой системы передачи, которая последовательно соединена с вторым низкочастотным фильтром, полем коммутации, линией связи, первым низкочастотным фильтром, а второй вход и второй выход статистического мультиплексора связаны с вторым входом и вторым выходом второго аналого-цифрового/цифроаналогового преобразователя, который последовательно соединен с вторым высокочастотным фильтром, полем коммутации, линией связи, первым высокочастотным фильтром, первым аналого-цифровым/цифроаналоговым преобразователем.

РИСУНКИ

Рисунок 1