Доброго вермени суток. Двухопроводная линия, длиной 500м для связи пултьта управления с коммутирующим устройством, длина не более 500 м. Требуется передавать голос в оба направления (полный дуплекс) и одновременно, не прерывая разговор, команды и сигналы.
Аналоговоя передача речи + DTFM не годяться. Модем надтонального спектра ставить не вариант. Есть достаточно мощный 16 битный pic, можно ли на нем реализовать какой-нибудь цифровой интерфейс, который решит эти задачи?

Может сложно, но DMT. То что в модемах.

Вы хотите этим пиком голос в цифру, вставлять эту цифру в поток цифорвых данных, дальше модулировать для передачи по длинной линии, и все в обратном порядке для приемника, плюс обязательный фуллдуплекс для голоса.
Может все-таки проще разделить по частотам? Голос передается как передавался, а вот данные где-то выше. Значительно меньше мудрить придется.
Почему "надтональный модем не вариант?" Не современно ? Зато, как говорили классики "Дешево, надежно и практично"

Вы не сказали скорость для данных.

Ставить доп, оборудование, а контроллер стоит почти без дела.

Сейчас передаю по RS-485 голос с использованием ADPCM, и частотой дискретизации 8кГц, после сжатия поток голосовой информации 32кбит/c, передача идет 115200 бод, то есть еще есть куда расти. Команды, это информация о нажатых кнопках и состоянии пульта, объем передаваемых данных, по сравнению с голосом, незначительный.

Проблема в том, что надо организовать полнодуплексную связь, что бы у работающего на контроллере приложения была "иллюзия" работы с полнодуплексным каналом (как при работе с транспортным уровнем TCP/IP). Я не вижу принципиальных проблем, в решении этой задачи, а значит она кем-то уже была решена.

Эта задача достаточно простая.
Есть дивайсы которые имеют порт RS232 и умеют работать по нему с протоколом PPP.

Поверх этого PPP работает TCP/IP.
При наличии PPP дивайсы легко связываются между собой на любые расстояния. Хоть несколько километров.
Далее устанавливается соединение UDP туда и обратно и по нему идет голос.
Для передачи данных вообще неограниченный полет фантазии, можно применить Telnet, можно по HTTP и делать управление через WEB страницы, либо по голому TCP соединению. Главное, что логических каналов передачи данных сколько угодно.

Кстати могу предложить решение в виде платы с аудиоинтерфейсом и двумя RS232 портами. Через один порт плата соединяется с такой же удаленной платой для передачи голоса и данных, через другой порт соединяется с простейшим PIC-ом (вашим допустим) от которого берет данные для отправки другому PIC-у у другой (моей) платы. Голос же воспроизводит на обоих концах моя плата.
Цена платы 6000 тыс.р. в розницу.
Скорость сжатого голоса 32,16,8 Кбит/сек

Может, кто-нибудь подскажет, что можно почитать по программной реализации PPP?

Конкретно про PPP есть вот такая книга:
http://www.indemsys.com/img/PPP.pdf

Но если вы решили писать весь PPP с нуля, то крайне не рекомендую.
Это наверно будет посложнее всего что вы до этого написали на PIC-ах вместе взятого. ИМХО, конечно,

В принципе то что вам надо может быть решено и без привлечения TCP/PPP, но естественно гибкость будет уже не таа...

У микрочипа что-то есть сделанное для PPP : http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/00724c.pdf
Но остается вопрос как это интегрировано у них в TCP и можно ли одновременно организовать поверх него у них несколько соединений без ступора всех остальных задач.

А поподробнее? Большая гибкость не нужна, максмум, будет увеличен существующий набор команд для передачи.

А Вы знакомы с системами ИКМ? на 500м по одной паре проводов ( технология DSL) можно передать от 1 до 30 (можно и больше) дуплексных голосовых каналов и данные хоть RS232,RS485 и Ethernet.