Мультиплексирование с разделением времени.
Аналоговые сигналы оцифровываются на оконечной телефонной станции устройством, называемым кодек (кодер-декодер), которое вырабатывает серии 8-битных чисел. Частота дискретизации кодека составляет 8000 отсчетов в секунду (125 мкс/отсчет). Подобная технология называется кодово-импульсной модуляцией, PCM (pulse-code modulation). Кодово-импульсная модуляция составляет основу современной телефонной системы. В результате практически все временные интервалы, используемые в телефонной системе, кратны 125 мкс.
Метод мультиплексирования с разделением времени, используемый в Северной Америке и Японии, называется «носитель Т1». Носитель Т1 состоит из 24 объединенных речевых каналов. Обычно аналоговые каналы оцифровываются поочередно путем подачи на вход кодека результирующего аналогового потока. Это оптимальнее применения 24 кодеков с объединением их выходных цифровых сигналов. Каждый из 24 каналов по очереди превращается кодеком в 8-битную последовательность, вставляемую в выходной поток данных. Семь битов являются информационными, а восьмой используется для контроля. Таким образом, получается поток данных в 7 • 8000 = 56 000 бит/с плюс 1 • 8000 = 8000 бит/с поток сигнальной информации для каждого канала.
Кадр состоит из 24 • 8 = 192 битов плюс еще один бит-ограничитель кадра, итого 193 бита каждые 125 мкс. В результате это дает огромную суммарную скорость передачи данных в 1,544 Мбит/с. 193-й бит используется для синхронизации кадров. Он представляет собой последовательность такого вида: 01010101.... Обычно приемник постоянно проверяет состояние этого бита, чтобы убедиться, не потерял ли он синхронизацию. Если это вдруг происходит, то приемник сканирует принятые данные, отыскивая кадровый бит и с его помощью восстанавливая синхронизацию.
Один из вариантов метода сжатия требует, чтобы значение сигнала в каждом отсчете отличалось от предыдущего на +1 или -1. При этом можно передавать всего лишь один бит, сообщающий, увеличился сигнал по отношению к предыдущему значению или уменьшился. Это называется дельта-модуляцией
Более сложным вариантом дифференциальной кодово-импульсной модуляции является предсказание следующего значения сигнала по нескольким предыдущим отсчетам. При этом кодируется только разница между реальным и предсказанным сигналом. Приемник и передатчик должны использовать, конечно же, один и тот же алгоритм предсказания. Серия подобных методов называется кодированием с предсказанием. Они полезны тем, что позволяют уменьшить размер чисел, которые нужно кодировать, а следовательно, количество передаваемых бит.
Носители Т1 могут объединяться для передачи по каналам более высокого уровня при помощи мультиплексирования с разделением времени. Четыре канала Т1, объединяемых в один канал Т2. Мультиплексирование в канале Т2 и каналах более высоких порядков выполняется побитно, а не побайтно, причем 24 голосовых канала составляют один кадр Т1. Четыре потока Т1 по 1,544 Мбит/с образуют 6,176 Мбит/с, однако реально в канале Т2 используется скорость передачи, равная 6,312 Мбит/с. Дополнительные биты используются для синхронизации кадров и восстановления в случае сбоя носителя. Т1 и ТЗ активно используются рядовыми пользователями, тогда как Т2 и Т4 можно найти только внутри телефонной системы, поэтому они не столь известны.
