1.3. Цифровая передача
Поскольку обрабатывать сигналы необходимо во всем комплексе системы связи, происходит все большее внедрение цифровой техники в большинство подсистем этого комплекса [1]. Сдвиг в сторону цифровой техники произошел в начале 60-х годов, когда было доказано, что по паре медных проводов диаметром ~0,64 мм можно передавать информацию со скоростью 1,5 Мбит/с на расстояние ~2000 м без существенных ошибок. Расстояние в 2000 м оказалось как раз той дистанцией, на которой в линии устанавливались нагрузочные индуктивности для компенсации завала уровня сигнала на высоких частотах, вызываемого шунтирующей емкостью. Заменяя нагрузочную катушку индуктивности активным блоком, содержащим предусилители, формирователи импульсов и выходные импульсные усилители, можно регенерировать входную импульсную последовательность и передавать ее до следующего, ретранслятора.
Таким образом, простая пара проводов, по которой обычно передавался один телефонный разговор, может быть использована для передачи цифрового сигнала со скоростью свыше 1 Мбит/с. С учетом этого была разработана новая система передачи, известная среди связистов как система с Т-несущей, позволяющая передавать по единственной паре проводов в цифровом виде одновременно 24 телефонных разговора со скоростью 1,544 Мбит/с. В этой системе сигнал каждого телефонного разговора дискретизуется 8000 раз в секунду и каждая выборка квантуется для последующей передачи в виде цифры в двоичном коде. Такой процесс называется импульсно-кодовой модуляцией. В этом случае каждое двоичное число представляет собой значение амплитуды напряжения (тока) аналогового сигнала в определенный момент.
Рис. 1.1. (см. скан) Ретранслятор системы 
на интегральных схемах.
В системе с Т-песущей используется ИКМ, известная как 
сжатая (или логарифмическая) ИКМ [2], поскольку каждое число представляет (приблизительно) логарифм мгновенного значения амплитуды сигнала. Чтобы обеспечить желаемое отношение сигнал/шум, при ИКМ такого типа для представления слова требуется только 8 бит вместо 13 бит при обычной линейной ИКМ.
Экономические преимущества этих ИКМ-систем настолько велики, что после их появления в 1961 г. наблюдается 40%-ный годовой рост их числа в течение целого десятилетия 1965-1975 гг. В настоящее время работают телефонные линии с цифровой несущей суммарной длиной свыше 100 млн. км. На рис. 1.1 показана фотография телефонного ретранслятора ИКМ-системы со скоростью передачи 1,544 Мбит/с.
В будущем цифровая техника будет применяться во многих системах передачи сигналов [3]. Поскольку эфир все больше и больше заполняется сигналами, для увеличения объема радиопередач необходимо будет либо использовать все более высокие частоты, либо применять системы, в которых энергия, несущая информацию, передается направленно. В обоих случаях из-за присущих каналам передачи свойств возникает необходимость в использовании цифровой модуляции. При применении высокочастотных радиосистем, использующих распространение радиоволн в пределах прямой видимости, возникает проблема многолучевости, обусловленная переотражениями радиоволн от плоских поверхностей на трассе связи. Подобный эффект наблюдается в волноводах и оптических волокнах, поскольку энергия различных мод распространяется
в них с разными скоростями. Проблема многолучевости может быть решена при использовании цифровой модуляции, позволяющей восстанавливать искаженный сигнал. К концу двадцатого столетия, возможно, половина всех сигналов будет передаваться в цифровом виде. В настоящее время во многих крупных городах, таких, как Хьюстон в шт. Техас, по меньшей мере в половине всех линий, связывающих районные станции, применяются цифровые линии с Т-несущей. Но к 1980 г. в большинстве штатов более половины линий связи будут цифровыми.
