डमी के लिए डिजिटल टेलीफोन सिस्टम। भाग 1 - ध्वनि एन्कोडिंग

एक बार जब आकाश नीला था, और हरी टेलीफोन एक्सचेंजों की घास अनुरूप थी, तो उन्होंने बहुत सरलता से काम किया: आपको दो ग्राहकों को जोड़ने की आवश्यकता है - कोई समस्या नहीं, उन्होंने पहली पंक्ति को दूसरे पर ले लिया, और यह सब। विकल्प, निश्चित रूप से, बहुत सरल है, लेकिन सामान्य शब्दों में यह सब उस तरह से था। यह इस मामले में उल्लेखनीय है कि ग्राहकों के बीच संचार लाइन लगातार बनी हुई थी। यहां तक ​​कि अगर वे दोनों चुप थे, न केवल ग्राहकों को अपने एक्सचेंजों तक ले जाने वाली लाइनें व्यस्त थीं, बल्कि एक्सचेंजों के बीच की लाइनें खुद भी थीं।

बाद में, जब डिजिटल प्रौद्योगिकियां अधिक से अधिक विकसित होने लगीं, तो सवाल उठने लगा, टेलीफोन वार्तालाप को स्थानांतरित करने के लिए उनका उपयोग क्यों नहीं किया गया? डिजिटल स्वचालित टेलीफोन एक्सचेंजों की शुरूआत में कुछ सकारात्मक पहलू थे: उपकरण कम जगह लेने लगे, डिजिटल स्वचालित टेलीफोन एक्सचेंजों को बनाए रखना आसान था और डायग्नोस्टिक्स, कॉन्फ़िगरेशन लचीलापन, स्केलेबिलिटी, और विश्वसनीयता को बढ़ाने के लिए। लेकिन मुख्य नवाचारों में से एक चैनलों का अस्थायी पृथक्करण है, और फिर पैकेट डेटा स्थानांतरण। चैनलों के अस्थायी पृथक्करण का लाभ यह है कि, मोटे तौर पर बोलने वाले, कई जोड़े ग्राहकों की बातचीत अलग-अलग समय बिंदुओं (चैनल अंतराल) पर एक्सचेंजों के बीच एक ही पंक्ति में सुनी जा सकती है, इस प्रकार समान भौतिक लाइनों के साथ कनेक्शन की संख्या बढ़ जाती है। दो ग्राहकों के बीच संचार के लिए पैकेट प्रसारण के साथ, एक्सचेंजों के बीच एक निरंतर लाइन व्यवसाय की आवश्यकता नहीं है, डेटा (वार्तालाप) को पैकेट में प्रेषित किया जाता है और केवल जब वे उपलब्ध होते हैं, तो अन्य समय पर चैनल का उपयोग अन्य ग्राहकों से डेटा स्थानांतरित करने के लिए किया जा सकता है। इसके अलावा, पैकेट ट्रांसमिशन का उपयोग करते समय, समान नेटवर्क पर अन्य डेटा को स्थानांतरित करने की क्षमता (उदाहरण के लिए, इंटरनेट ट्रैफ़िक) की सुविधा होती है।

खैर, मैं आपको यह बताने की कोशिश करूंगा कि कुछ तकनीकी विवरणों की तुलना में काम के सिद्धांत का वर्णन करते हुए जितना संभव हो सके मैं डिजिटल प्रणालियों के बारे में जानता हूं, इसलिए कहीं न कहीं मौजूदा मानकों के साथ गलतियां या विसंगतियां हो सकती हैं। किसी भी मामले में, मैं स्पष्टीकरण, सुधार और सुझावों से खुश रहूंगा।

तो, सवाल समय की संख्या है:

डिजिटल वार्तालाप कैसे संचरित होता है?

XX सदी की शुरुआत से विकिपीडिया के अनुसार ज्ञात पल्स-कोड मॉड्यूलेशन (PCM, PCM, पल्स-कोड मॉड्यूलेशन) की मदद ली। आप इसके बारे में पढ़ सकते हैं, उदाहरण के लिए, सभी एक ही विकिपीडिया पर ।

एक एनालॉग सिग्नल को डिजिटल एक में बदलने के लिए, उस पर तीन ऑपरेशन करना आवश्यक है: विवेक, परिमाणीकरण और कोडिंग।

विखंडन एक निश्चित समय अंतराल पर एक संकेत (नमूने) के तात्कालिक मूल्यों का अधिग्रहण है (यानी, एक निश्चित आवृत्ति पर - नमूना आवृत्ति)। आकृति में: (1) - संकेत, (2) - रीडिंग।



परिमाणीकरण निकटतम पूर्व निर्धारित स्तरों के लिए तात्कालिक मूल्यों के "गोलाई" है। उदाहरण के लिए, यदि हमारे पास 2: 0, 2, 4, 6, 8, और कुछ तात्कालिक मानों की वृद्धि में 5 स्तर हैं, तो 3.6, 7.1, 2, 0.5, 1.8 हैं, फिर उन्हें 4, 8, 2, 0, के लिए गोल किया जाएगा। क्रमशः २।



कोडिंग कुछ कोड (उदाहरण के लिए, बाइनरी) के रूप में प्राप्त स्तरों के मूल्यों का प्रतिनिधित्व है।

अब विचार करें कि डिजिटल टेलीफोनी में उपरोक्त कैसे होता है।

मानव भाषण लगभग 60-12000 हर्ट्ज की आवृत्ति बैंड पर कब्जा कर लेता है, हालांकि, सामान्य समझदारी के लिए, 300-3400 हर्ट्ज की आवृत्ति बैंड पर्याप्त है, अर्थात्। ऊपरी सीमा 3.4 kHz है। 3.4 kHz से ऊपर की कोई भी चीज भविष्य में व्यवधान से बचने के लिए फ़िल्टर द्वारा "कट ऑफ" है। Kotelnikov के प्रमेय के अनुसार , नमूने के रूप में स्पेक्ट्रम में सीमित एनालॉग सिग्नल (फ़िल्टर को याद रखें) का प्रतिनिधित्व करने के लिए नमूना आवृत्ति, सिग्नल की दोगुनी ऊपरी आवृत्ति से अधिक होनी चाहिए। गणना की सादगी के लिए, साथ ही साथ कुछ मार्जिन, ऊपरी सीमा 4 kHz तक गोल है। इस प्रकार, हमारे मामले में नमूना आवृत्ति 8 kHz है।

परिमाणीकरण और कोडिंग लगभग हमेशा एक दूसरे के अभिन्न अंग हैं। डिजिटल टेलीफोनी में परिमाण असमान, 256-स्तर है। परिमाणीकरण की गैर-एकरूपता इस तथ्य में व्यक्त की जाती है कि परिमाणीकरण चरण (एनालॉग सिग्नल की विशेषताओं की माप की इकाइयों में आसन्न स्तरों के बीच की दूरी, जिसे मात्रा निर्धारित किया जाता है; इस मामले में, वोल्ट में सिग्नल वोल्टेज) को छोटे आयामों के लिए न्यूनतम, बड़े लोगों के लिए और बड़े लोगों के लिए बड़े के लिए चुना जाता है। यह कम-आयाम सिग्नल ट्रांसमिशन की सटीकता को बढ़ाने के लिए किया जाता है। 256 परिमाणीकरण स्तर एक 8-बिट बाइनरी नंबर में "फिट" हो सकते हैं, इसलिए एक नमूना को 8-बिट कोड संयोजन के रूप में दर्शाया गया है। सभी 256 स्तरों को दो समूहों में विभाजित किया गया है: सकारात्मक और नकारात्मक। सकारात्मक संकेतों के लिए, कोड संयोजन में पहला बिट "1" है, नकारात्मक संकेतों के लिए यह "0" है। प्रत्येक समूह को 8 खंडों में विभाजित किया गया है। एक खंड के भीतर, परिमाणीकरण कदम अपरिवर्तित है, जबकि यह खंड से खंड में बदलता है, बढ़ती खंड संख्या के साथ बढ़ रहा है। निम्नलिखित 3 बिट्स खंड संख्या में आवंटित किए गए हैं। अंतिम 4 बिट्स खंड में स्तर संख्या के कब्जे में हैं, कुल में 16 हैं। कुल हमारे पास: 16 स्तर × 8 खंड × 2 समूह = 256 स्तर।

उदाहरण के लिए, संख्या "10010101" एक सकारात्मक संकेत (1) का प्रतिनिधित्व करती है, 1 खंड (001) में 5 (0101) के स्तर के साथ।

अब आप प्राप्त डिजिटल सिग्नल की गति की गणना कर सकते हैं:

B = 8000 नमूने / s × 8 बिट्स / नमूना = 64000 बिट्स / s = 64 kbit / s।

ये संकेत डिजिटल टेलीफोनी में सबसे सरल संकेत हैं। 64 kbit / s की गति वाले मुख्य डिजिटल चैनलों का उपयोग उनके प्रसारण के लिए किया जाता है। इसके अलावा, इन चैनलों के माध्यम से संकलित संकेतों को प्रेषित किया जा सकता है, जिनकी मात्रा का स्तर अधिक होता है, लेकिन फिर भी, गणना के बाद भी उनके पास 8 बिट्स / गिनती होती है।

आपका ध्यान देने के लिए धन्यवाद।

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