شاخص های کلیدی سیستم ارتباطی:

1) قابلیت اطمینان انتقال پیام

درجه تطابق بین پیام دریافتی و ارسالی را قابلیت اطمینان انتقال می گویند.

هنگام انتقال پیام های گسسته، قابلیت اطمینان با میزان خطا تعیین می شود.

تعداد عناصر پیام دریافتی اشتباهاً کجاست و تعداد کل عناصر پیام است.

فراوانی خطاها تصادفی است.

هنگام ارسال پیام های پیوسته، تفاوت بین پیام ارسالی و دریافتی با یک خطای تصادفی مشخص می شود.

پیام دریافتی، پیام x(t) دریافت شده.

تداخل تصادفی در خروجی سیستم ارتباطی.

معمولاً از معیار ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) استفاده می شود.

ریشه میانگین مربعات خطا توسط:

قدرت تداخل متوسط؛

میانگین قدرت سیگنال مفید.

P(- چگالی یک بعدی نویز احتمالی.

آستانه تداخل مشخص شده

از نظر فیزیکی، این شرایط با عدم وجود احتمالی به اصطلاح خطای غیرعادی مطابقت دارد. خطایی که ممکن است برای گیرنده عدم تطابق داشته باشد.

به عنوان مثال: خرابی سیستم کوتاه مدت، نویز ضربه ای و غیره.

2) ایمنی در برابر صدا.

انتقال اطلاعات با قابلیت اطمینان مورد نیاز مستلزم عملکرد قابل اعتماد سیستم ارتباطی است؛ این امر در صورتی امکان پذیر است که سیستم ارتباطی از قابلیت اطمینان بالایی برخوردار باشد، یعنی. توانایی ابزارها و دستگاه ها برای انجام عملکردهای تعیین شده خود برای مدت طولانی و ایجاد ایمنی لازم در برابر نویز - توانایی مقاومت در برابر اثرات تداخل.

ایمنی صدا به عوامل زیر بستگی دارد:

1) روش های اجرای عملی سیستم ارتباطی؛

2) پایه عنصر؛

3) تولید، فناوری تجهیزات؛

4) شرایط عملیاتی؛

5) اصول ساخت یک سیستم ارتباطی و غیره

قابلیت اطمینان یک سیستم ارتباطی با احتمال اینکه تجهیزات عملکردهای خود را در یک زمان معین انجام دهد کمیت می شود.

نسبت سیگنال به نویز عاملی است که مصونیت نویز یک سیستم ارتباطی را ارزیابی می کند:

هرچه نسبت سیگنال به نویز مورد نیاز کمتر باشد، ایمنی سیستم ارتباطی نسبت به نویز بالاتر است.

3) سرعت انتقال اطلاعات

اگر انتقال پیام های پیوسته در زمان واقعی انجام شود. با این حال، اغلب توصیه می شود که یک پیام را ضبط کنید و سپس آن را با سرعتی که کم و بیش از زمان ایجاد آن متفاوت است، انتقال دهید. این امکان استفاده موثر از کانال های ارتباطی را فراهم می کند.

از نظر عددی، سرعت انتقال با مقدار اطلاعات دریافتی از فرستنده به گیرنده در 1 ثانیه تعیین می شود. بر حسب بیت در ثانیه اندازه گیری می شود.

سرعت بستگی دارد:

1) از پیام و ویژگی های آماری آن؛

2) ویژگی های کانال ارتباطی؛

3) اعوجاج و تداخل در کانال.

اغلب، هنگام انتقال پیام های گسسته، از مفهوم سرعت انتقال فنی برای توصیف ویژگی های سخت افزار یک سیستم ارتباطی استفاده می شود.

حداکثر سرعت انتقال ممکن توسط ظرفیت کانال ارزیابی می شود که به صورت عددی با حداکثر مقدار اطلاعات ارسال شده روی آن در 1 ثانیه تعیین می شود.

باند فرکانس موثر کانال ارتباطی؛

قدرت تداخل متوسط

4) کارایی سیستم ارتباطی.

برای ارزیابی کیفیت کار از شاخص های مربوط به هزینه استفاده می شود.

1) انرژی؛

2) باند فرکانس؛

3) هزینه تجهیزات؛

4) وزن و اندازه و غیره

مجموعه خواصی که کارایی یک سیستم را از نقطه نظر هزینه مشخص می کند نامیده می شود کارایی سیستم ارتباطی

برای انتخاب یک سیستم ارتباطی بر اساس کارایی، از معیارهایی با در نظر گرفتن از پیش تعیین شده استفاده می شود محدودیت های ایجاد شدهدر مورد برخی پارامترها و ویژگی های سیستم ارتباطی.

معیار هزینه واحد -اینها معیارهایی هستند که بر اساس آنها سیستم های ارتباطی با هزینه انتقال 1 بیت اطلاعات در یک قابلیت اطمینان معین ارزیابی می شوند.

مصرف انرژی خاص، که در آن

انرژی سیگنال در ورودی گیرنده که برای ارسال 1 بیت صرف می شود.

چگالی طیفی تداخل.

مصرف نوار خاص، که در آن

پهنای باند سیستم ارتباطی معادل؛

نرخ R-baud (bit*sec).

مقدار را می توان به عنوان شاخص عملکرد سیستم ارتباطی در نظر گرفت.

1.3. طبقه بندی سیستم ها و خطوط انتقال اطلاعات.

علائم طبقه بندی:

1) دامنه (سیستم های تلفن، انتقال داده ها، تلویزیون، تله متری)؛

2) با توجه به شکل پیام (گسسته، پیوسته)؛

3) از نظر ظاهری سیگنال خط(پیوسته، نبض)؛

4) با محدوده فرکانس کاری و پهنای باند (باند باریک، پهنای باند)؛

5) بر اساس نوع ارتباط (ثابت، سیار)؛

6) با توجه به اصل تراکم و جداسازی (زمان، فرکانس، کد).

تمامی سیستم های ارتباطی به دو گروه تقسیم می شوند:

1) سیستم هایی با انتشار آزاد سیگنال ها.

سطح پراکندگی سیگنال متناسب با مجذور فاصله بین فرستنده و گیرنده است (مهندسی رادیو).

2) سیستم هایی با انتشار جهتی سیگنال ها.

انتشار اجباری سیگنال برای این کار از دستگاه هایی استفاده می شود. انرژی موجود در آنها هدر نمی رود، بلکه توسط دستگاه هدایت کننده جذب می شود. سیستم ها از نقطه نظر قابلیت اطمینان پایدار و ایده آل هستند. راه حل ایده آل برای مشکل سازگاری الکترومغناطیسی، توان عملیاتی بالا است. با این حال، این سیستم ها بسیار گران هستند و نیاز به ایجاد نقاط رله تقویت کننده دارند.

چالش ها و مسائل:

1) مشکلات سازگاری الکترومغناطیسی، تداخل؛

2) کارایی بالا، انعطاف پذیری، تحرک.

سیستم های دارای انتشار آزاد سیگنال به دو دسته تقسیم می شوند:

1) سیستم هایی با پارامترهای ثابت - سیستم هایی که در آنها پارامترهای سیگنالی که از محیط انتشار عبور می کنند، به استثنای فاز (سیستم) دچار تغییرات تصادفی قابل توجهی نمی شوند. ارتباط رله رادیویی، ارتباطات ماهواره ای - آنها در محدوده موج سانتی متر عمل می کنند).

2) سیستم هایی با پارامترهای تصادفی - پارامترهای سیگنال با عبور از رسانه تغییر می کند. این تغییرات در گیرنده یا در سیستم های موج منعکس شده یا مستقیم است (سیستم های موج کوتاه - سیگنال ها دچار محو شدن عمیق می شوند).

با طول موج l=3-10 متر، سیگنال های رادیویی به خوبی از یونوسفر منعکس می شوند که به آنها اجازه می دهد تا بیش از 2000 کیلومتر پخش شوند.

در l<3 метров радиоволны распространяются в пределах видимости.

طبقه بندی امواج:

بلوک دیاگرام یک سیستم ارتباطی تک کاناله. طبقه بندی سیستم های ارتباطی

مجموعه ای از ابزارهای فنی و محیط توزیع که انتقال پیام ها را از منبع به گیرنده تضمین می کند نامیده می شود سیستم مخابراتی.

هنگام انتقال پیام توسط یک سیستم مخابراتی، عملیات زیر انجام می شود:

تبدیل پیامی که از منبع پیام (MS) به سیگنال مخابراتی اولیه (از این پس به سادگی "سیگنال اولیه" نامیده می شود.

تبدیل سیگنال های اولیه به سیگنال های خطی با ویژگی های سازگار با ویژگی های رسانه انتشار (خط ارتباط).

انتخاب مسیر انتقال و سوئیچینگ؛

انتقال سیگنال در طول مسیر انتخاب شده؛

تبدیل سیگنال به پیام

بلوک دیاگرام تعمیم یافته سیستم

مخابرات

IS - منبع پیام (اطلاعات)؛

PR 1 (PR -1) - مبدل (مبدل معکوس) پیام به سیگنال اولیه.

SC – ایستگاه سوئیچینگ، که مجموعه ای از تجهیزات سوئیچینگ و کنترل را نشان می دهد که برقراری انواع مختلف اتصالات (محلی، راه دور، بین المللی، ورودی، خروجی و ترانزیت) را تضمین می کند.

OS 1 (OS -1) - تجهیزات رابطی که تبدیل مستقیم (معکوس) سیگنال های اولیه را به سیگنال های خطی (سیگنال های ثانویه) انجام می دهد.

کانال مخابراتیمجموعه ای از ابزارهای فنی است که انتقال پیام ها را بین منبع و گیرنده آن تضمین می کند.

کانال انتقالمجموعه ای از وسایل فنی و رسانه های انتشار است که انتقال سیگنال مخابراتی اولیه را در یک باند فرکانسی مشخص تضمین می کند.

سیستم انتقالمجموعه ای از ابزارهای فنی و رسانه های انتشار است که انتقال سیگنال اولیه را در یک باند فرکانسی خاص یا با سرعت انتقال مشخصی بین ایستگاه های سوئیچینگ تضمین می کند.

ویژگی های اصلی سیستم های ارتباطی

هنگام ارزیابی عملکرد یک سیستم ارتباطی، قبل از هر چیز لازم است که چه چیزی را در نظر بگیرید دقت انتقال پیامسیستم را فراهم می کند و با چه چیزی سرعتاطلاعات منتقل می شود. اولی تعیین می کند کیفیتانتقال، دوم - تعداد.

ایمنی نویز برای دریافت پیام هادرجه انطباق بین پیام های ارسال شده و دریافتی را مشخص می کند که در برخی معیارهای کمی بیان می شود. ایمنی سر و صدا، توانایی یک سیستم برای مقاومت در برابر اثرات مضر تداخل است. ایمنی صدا ارزیابی می شودبر دقت دریافت پیام برای یک نسبت سیگنال به تداخل معین (SNR) و هم به خواص سیگنال های ارسالی و هم به روش دریافت بستگی دارد. وفاداریدریافت با درجه شباهت پیام های دریافتی و ارسالی تعیین می شود.

اگر پیام با یک تابع پیوسته توصیف شود آ(تی) سپس انحراف ε (تی) پیام دریافت کرد ậ(t)از منتقل شده آ(تی) پیوسته است:

(1.2.1)

و اغلب به عنوان معیار تفاوت استفاده می شود انحراف معیار(RMS):

, (1.2.2)

که در آن نوار اضافه نشان دهنده میانگین بیش از بسیاری از تحقق ها است.

نرخ انتقال اطلاعات Rمیانگین مقدار اطلاعات نامیده می شود من، در این سیستم در واحد زمان ارسال می شود:

آر[dv. واحد/ثانیه] = من/تی, (1.2.4)

جایی که تی- مدت زمان انتقال اطلاعات

به موقع بودنانتقال پیام توسط قابل قبول تعیین می شود تاخیر انداختن،مشروط به تبدیل پیام ها و سیگنال ها و همچنین زمان محدود انتشار سیگنال در طول کانال ارتباطی است.

4 پارامترهای اساسی سیگنال ها و کانال های ارتباطی. شرط لازم برای انتقال سیگنال بدون تحریف

کانال ارتباطی مانند سیگنال با سه پارامتر اصلی مشخص می شود:

- زمان T به، که در طی آن انتقال از طریق کانال امکان پذیر است.

- محدوده دینامیکی D تا(نسبت توان مجاز سیگنال ارسالی به قدرت تداخل، بیان شده در دسی بل)؛

- پهنای باند کانال Fc.

یک مشخصه تعمیم یافته یک کانال ظرفیت (حجم) آن است:

(1.5.1)

شرط لازم برای انتقال بدون تحریف سیگنال با حجم از طریق یک کانال عبارت است از:

در ساده ترین حالت، سیگنال در هر سه پارامتر با کانال مطابقت داده می شود. به احراز شرایط زیر دست می یابد:

نابرابری (1.5.2) همچنین زمانی می تواند برآورده شود که یک یا دو نابرابری (1.5.3) ارضا نشود. این به این معنی است که می توانید مدت زمان را با عرض طیفی یا عرض طیفی را برای محدوده دینامیکی و غیره "معامله کنید".

همراه با پارامترهای اساسی فوق کانال، ویژگی های فرکانس آن با ضریب انتقال فرکانس، و خواص زمانی - با پاسخ ضربه مشخص می شود. h تا (t,τ). از بند 1.2.5 برمی‌آید که این ویژگی‌ها توصیف تبدیل سیگنال‌های ورودی در حوزه زمان یا فرکانس را که هم توسط کانال به‌عنوان یک کل و هم توسط عناصر منفرد آن انجام می‌شود، ممکن می‌سازد.

عملکرد هر سیستم ارتباطی در درجه اول با دقت و سرعت انتقال اطلاعات ارزیابی می شود. اولی کیفیت انتقال را تعیین می کند، دومی - کمیت. در یک سیستم ارتباطی واقعی، کیفیت انتقال با میزان اعوجاج پیام دریافتی مرتبط است. این اعوجاج ها به ویژگی ها و شرایط فنی سیستم و همچنین به شدت و ماهیت تداخل بستگی دارد. اگر سیستم ارتباطی به درستی طراحی شده باشد و از نظر فنی سالم باشد، تحریف غیرقابل برگشت پیام ها تنها به دلیل تأثیر تداخل است. در این مورد، کیفیت انتقال به طور کامل توسط ایمنی نویز سیستم تعیین می شود.

زیر ایمنی سر و صداتوانایی یک سیستم ارتباطی برای مقاومت در برابر اثرات مضر تداخل در انتقال پیام را درک کنید. از آنجایی که اثر تداخل در این واقعیت آشکار می شود که پیام دریافتی با پیام ارسال شده متفاوت است، ایمنی نویز برای یک تداخل معین را می توان به صورت کمی مشخص کرد. میزان مطابقت پیام دریافتی با پیام ارسال شده.این مقدار با اصطلاح مشخص می شود وفاداریمعیار وفاداری بسته به ماهیت پیام و نیازهای گیرنده به روش‌های مختلفی انتخاب می‌شود. می توان نشان داد که وفاداری انتقال به نسبت میانگین توان سیگنال و تداخل بستگی دارد (اغلب - نسبت سیگنال به نویز؛ انگلیسی - نسبت سیگنال به نویز - SNR; این رابطه معمولاً به عنوان نشان داده می شود S/N).

آثار V. A. Kotelnikov و K. Shannon نشان می دهد که با یک معیار انتخاب شده و مجموعه مشخصی از سیگنال های دریافت شده با تداخل خاصی ( نویز سفید; نویز سفید)حداکثر ایمنی (بالقوه) نویز وجود دارد که با هیچ روش دریافتی نمی توان از آن فراتر رفت. گیرنده ای که ایمنی بالقوه نویز را اجرا می کند نامیده می شود بهینهدر یک شدت تداخل مشخص، احتمال خطای دریافت کمتر است، سیگنال‌های ارسال کننده پیام‌های مختلف متفاوت‌تر هستند. مشکل انتخاب سیگنال های بسیار متفاوت برای انتقال اطلاعات است. وفاداری انتقال را می توان با افزایش پیچیدگی روش های مدولاسیون-دمدولاسیون و معرفی کدگذاری پیام مقاوم در برابر نویز افزایش داد. در نهایت دقت ارسال به روش دریافت پیام نیز بستگی دارد. لازم است روش دریافتی انتخاب شود که تفاوت بین سیگنال ها را در یک نسبت سیگنال به نویز مشخص به بهترین وجه درک کند.

یکی دیگر از شاخص های مهم یک سیستم ارتباطی است سرعت انتقال اطلاعات

همانطور که قبلا ذکر شد، حجم اطلاعات منتقل شدهمرسوم است که در بیت و بایت اندازه گیری شود. واحدهای مشتق شده بزرگتر از حجم اطلاعات (و همچنین ظرفیت حافظه رایانه) نیز به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند: کیلوبایت، مگابایت، گیگابایت، و همچنین اخیراً ترابایت و پتابایت.

هنگام تعیین مقدار اطلاعات، وضعیتی از لحاظ تاریخی ایجاد شد که با نام‌های "bit" و "byte" پیشوندهای SI به اشتباه استفاده می‌شوند (و هستند) (بر اساس استاندارد بین‌المللی IEC 60027-2، این واحدها برای به عنوان مثال، مانند این: به جای 1000 = 10 3 بنویسید 1024 = 2 10):

• 1 کیلوبایت = 2 10 بایت = 1024 بایت;
• 1 مگابایت = 2 20 بایت = 1024 کیلوبایت.
• 1 گیگابایت = 2 30 بایت = 1024 مگابایت = 1,048,576 کیلوبایت و غیره

در این مورد، نام "KB" معمولا با یک حرف بزرگ شروع می شود، در مقابل حرف کوچک "k" برای نشان دادن ضریب 10 3.

به یاد بیاورید که تعداد بیت ها یا بایت های ارسال شده در ثانیه، نرخ انتقال اطلاعات است که بر حسب بیت/ثانیه، باود یا بایت بر ثانیه تعریف می شود. با افزایش سرعت انتقال، به Kbit/s، Mbit/s، Gbit/s، KB/s، MB/s، GB/s، Kbaud، Mbaud، Gbaud و غیره تعریف می شود.

در سال های اخیر، اصطلاح "bitrete" ( نرخ بیت، منعکس کننده مقدار اطلاعات ارسال شده در واحد زمان است. بیت ریت معمولا برای اندازه گیری سرعت انتقال موثر اطلاعات مفید استفاده می شود. میزان بیت در بیت در ثانیه |bit/s| و همچنین مقادیر مشتق شده با پیشوندهای kilo-، mega- و غیره بیان می شود.

هنگام استفاده از m-ary به جای نمادهای باینری، حداکثر مقدار اطلاعاتی که می تواند از طریق یک کانال ارتباطی منتقل شود log 2 m [bit] است. بنابراین، یک منبع پیام گسسته می تواند حداکثر عملکرد (سرعت خروجی) اطلاعات [bit/s] را ارائه دهد، که از آن تجاوز نمی کند.

جایی که T n -مدت یک بسته؛ m-پایه کد دیجیتال

در متر = 2 R H = 1 /T nو سرعت انتقال اطلاعات آر اچاز نظر عددی برابر است سرعت فنی v.در t > 2 سرعت انتقال اطلاعات احتمالی R u > v.با این حال، اغلب در سیستم های دیجیتالسرعت ارتباط انتقال اطلاعات R H این گزینه زمانی رخ می دهد که از همه بسته ها برای انتقال اطلاعات استفاده نمی شود، به عنوان مثال، اگر برخی از آنها برای همگام سازی یا برای شناسایی و تصحیح خطاها (هنگام استفاده از کد تصحیح).

همانطور که بعدا نشان داده خواهد شد، حداکثر مقدار اطلاعاتی که می تواند توسط یک نماد باینری ("1" یا "0") منتقل شود 1 بیت است. از نظر تئوری، هر نمادی که در ورودی یک کانال ارتباطی دریافت می شود، باعث ظاهر شدن یک نماد در خروجی می شود، به طوری که سرعت فنی در ورودی و خروجی کانال یکسان است.

فشرده سازی اطلاعات ارسالی هنگام انتقال اطلاعات، دو مشکل مرتبط با یکدیگر وجود دارد: حذف اطلاعات اضافی و فشرده سازی دومی. زیر افزونگیاطلاعات بی فایده و زائد را هنگام دریافت درک کنید، که هنوز استفاده از آن غیرممکن است و مصرف کننده در واقع به آن نیاز ندارد. پیام‌های تقریباً از هر منبعی اضافی هستند. واقعیت این است که نشانه های فردی پیام در یک رابطه آماری مشخص هستند. بنابراین، در کلمات زبان روسی، پس از دو مصوت متوالی، یک صامت احتمال بیشتری دارد و پس از سه صامت متوالی، به احتمال زیاد یک مصوت وجود خواهد داشت. افزونگی اجازه می دهد تا پیام ها به شکل اقتصادی تری ارائه شوند. اندازه گیری کاهش احتمالی یک پیام بدون از دست دادن اطلاعات به دلیل روابط آماری بین عناصر آن توسط افزونگی تعیین می شود. مفهوم «زیادگی» نه تنها در مورد پیام‌ها یا سیگنال‌ها، بلکه در مورد زبان به عنوان یک کل، کد نیز کاربرد دارد. به عنوان مثال، افزونگی زبان های اروپایی به 60-80٪ می رسد.

دلیل ظهور افزونگی، عدم حساسیت اندام های انسان به بخشی از اطلاعات دریافتی است. به عنوان مثال، یک تصویر تلویزیونی می تواند تا 16 هزار سایه یک رنگ داشته باشد، در حالی که بینایی انسان، حساس به روشنایی، به چنین طیف عظیمی از رنگ ها حساس نیست. در بهترین حالت، یک فرد می تواند تا چند صد سایه رنگ از همان رنگ را تشخیص دهد. بنابراین، برخی از سایه های رنگی را می توان در حین انتقال بدون کاهش محسوس در کیفیت تصویر رنگی روی صفحه حذف کرد. همین امر را می توان در مورد انتقال گفتار شفاهی از طریق یک کانال ارتباطی نیز گفت که فرکانس بالای طیف آن را می توان به فرکانس 3400 هرتز بدون از دست دادن معنای پیام دریافتی محدود کرد. یک مثال بسیار ساده دیگر - فرض کنید اطلاعات مربوط به مقادیر اندوکتانس I، ظرفیت باو فرکانس تشدید / مدار نوسانی. در این حالت، می توان تنها مقادیر دو کمیت، به عنوان مثال، اندوکتانس و ظرفیت، را به کانال منتقل کرد و فرکانس رزونانس را در انتهای گیرنده با استفاده از یک فرمول شناخته شده محاسبه کرد.

حذف افزونگی در اطلاعات اصلی اجازه می دهد تا بیت های کمتری منتقل یا ذخیره شوند. در نظریه اطلاعات، K. شانون یک قضیه را اثبات کرد (به زیر مراجعه کنید)، که بر اساس آن برای منبعی بدون افزونگی در R u (اینجا با -ظرفیت سیستم ارتباطی)، می توان یک روش رمزگذاری-رمزگشایی را پیدا کرد که در آن امکان انتقال پیام ها از طریق یک کانال ارتباطی با تداخل با یک خطای دلخواه کوچک وجود دارد. وجود افزونگی در یک پیام اغلب مفید و حتی ضروری است، زیرا امکان شناسایی و تصحیح خطاها را فراهم می کند. افزایش قابلیت اطمینان بازتولید پیام اگر افزونگی پیام برای بهبود قابلیت اطمینان انتقال استفاده نشود، باید حذف شود. برای این منظور از کدگذاری آماری خاصی استفاده می شود و افزونگی سیگنال نسبت به افزونگی پیام کاهش می یابد.

یک شاخص جهانی یک سیستم ارتباطی است بهره وری اطلاعاتج، مشخص کردن استفاده از ظرفیت کانال r = RJC.

به موقع بودن ارسال پیام توسط قابل قبول تعیین می شود تاخیر انداختن، ناشی از تبدیل پیام ها و سیگنال ها و همچنین زمان محدود انتشار سیگنال در طول کانال ارتباطی است (زمان انتشار به ویژه در سیستم های ارتباطی ماهواره ای قابل توجه است). این به دو شاخص بستگی دارد: ماهیت و طول کانال و مدت زمان پردازش سیگنال در دستگاه های فرستنده و گیرنده. سرعت انتقال اطلاعات و تاخیر آن در خطوط ارتباطی از ویژگی های مستقل است.

کانال ارتباطی، و همچنین سیگنال ارسالی، با سه پارامتر مشخص می شود: زمان Tk، که در طی آن اطلاعات می تواند از طریق کانال منتقل شود، محدوده دینامیکی D Kو پهنای باند کانال F K.

ید محدوده دینامیکی کانالنسبت قدرت سیگنال مجاز به توان تداخل موجود در کانال را که در دسی بل بیان می شود، درک کنید.

یک ویژگی کلی کانال ارتباطی آن است ظرفیت(جلد)

شرط لازم برای انتقال بدون تحریف از طریق کانال سیگنال

اغلب تبدیل سیگنال اولیه به سیگنال رادیویی با فرکانس بالا به منظور تطبیق سیگنال ارسالی با کانال انجام می شود. در ساده ترین حالت، سیگنال در هر سه پارامتر با کانال مطابقت دارد:

اگر این شرایط برآورده شود، حجم سیگنال ارسالی تقریباً به طور کامل با حجم کانال "مناسب" می شود.

در تعدادی از موارد، نابرابری (1.2) را می توان حتی زمانی که یک یا دو نابرابری (1.3) ارضا نشد، ارضا کرد. این به این معنی است که شما می توانید مدت زمان را با عرض طیفی یا عرض طیفی را برای محدوده دینامیکی و غیره "معامله کنید". بیایید به یک مثال نگاه کنیم.

مثال 1.1

اجازه دهید یک سیگنال تلفن ضبط شده روی یک ضبط صوت با عرض طیف 3.4 کیلوهرتز از طریق یک کانال ارتباطی که پهنای باند آن 340 هرتز است، منتقل شود. این را می توان با پخش سیگنال با پنج برابر سرعت ضبط شده انجام داد. در این حالت تمام فرکانس های سیگنال اصلی پنج برابر کاهش می یابد، اما زمان ارسال نیز به همان میزان افزایش می یابد. سیگنال دریافتی نیز بر روی ضبط صوت ضبط می شود و سپس با پخش آن با سرعت پنج برابر می توان سیگنال اصلی را با دقت بالایی بازیابی کرد. به طور مشابه، اگر پهنای باند کانال گسترده تر از طیف سیگنال باشد، سیگنال می تواند سریعتر منتقل شود.

با این حال، بیشترین علاقه در امکان تبادل محدوده دینامیکی یک کانال ارتباطی برای پهنای باند است. به نظر می رسد که با معرفی انواع مدولاسیون کد پالس (به فصل 2 مراجعه کنید)، می توان پیامی را با محدوده دینامیکی مثلاً 60 دسی بل از طریق کانالی که در آن سیگنال تنها 30 از تداخل فراتر می رود، ارسال کرد. دسی بل در این حالت از پهنای باند کانال چندین برابر بیشتر از طیف پیام استفاده می شود.

سخنرانی 3

عوامل تعیین کننده پارامترهای کیفی اتصالات ADSL

عوامل موثر بر پارامترهای کیفیت ADSL

مطالعه ما در مورد فناوری ADSL کاملاً عملی و بر مطالعه روش های اندازه گیری متمرکز است.

به همین دلیل، در کتاب نه چندان به اصول عملکرد سیستم‌های ADSL، بلکه به عواملی که پارامترهای کیفی شبکه ADSL و در نهایت موفقیت تکنولوژیکی و تجاری این فناوری را در کل تعیین می‌کنند علاقه‌مند خواهیم بود. .

در این بخش کوچک، بر اساس اطلاعات فوق در مورد فناوری ADSL، سعی خواهیم کرد تا عواملی را که پارامترهای کیفیت ADSL را مشخص می کنند، شناسایی کنیم.

برای برجسته کردن گروه‌هایی از عواملی که به ما علاقه دارند، اجازه دهید به شکل 1 برگردیم. 1.8.

مطابق شکل زیر، نمودار اتصال کاربر ADSL شامل سه شیء است: یک مودم، یک DSLAM و یک بخش جفت مشترک.

ما کمتر به پارامترهای فردی یک مودم یا DSLAM نسبت به پارامترهای این دستگاه ها به عنوان یک جفت تکنولوژیک علاقه مندیم.

در نتیجه، دو گروه از عوامل موثر بر پارامترهای کیفیت ADSL را می توان تشخیص داد.

تأثیر از جفت مودم-DSLAM. تأثیر پارامترهای جفت کابل مشترک.

بیایید این عوامل را جداگانه بررسی کنیم.

تاثیر نقاط پایانی و DSLAM

اصول عملکرد یک جفت مودم-DSLAM که در بالا مورد بحث قرار گرفت نشان می دهد که پارامترهای چنین دستگاه هایی می توانند بر پارامترهای کلی کیفیت دسترسی ADSL تأثیر بگذارند. عوامل متعددی در اینجا نقش دارند.

فناوری ADSL استقلال تکنولوژیکی پارامترهای DSLAM و مودم را فراهم می کند؛ این دستگاه ها می توانند از سازندگان مختلف باشند. هر گونه ناهماهنگی در جفت مودم-DSLAM باید بر کیفیت دسترسی ADSL تأثیر بگذارد.

عامل ناسازگاری در سطح "دست دادن" ممکن است خود را در این واقعیت نشان دهد که مودم و DSLAM ممکن است کارآمدترین حالت کار و تبادل داده را ایجاد نکنند.

در سطح تشخیصی اتصال، ضریب ناسازگاری می تواند منجر به تنظیمات نادرست اکولایزرها و لغو کننده های اکو شود که بر پارامترهای سرعت انتقال تأثیر می گذارد. در اینجا ممکن است عامل اختلال در عملکرد تنها یک دستگاه وجود داشته باشد.

به عنوان مثال، رویه تنظیم یک لغو اکو در مودم ممکن است نادرست باشد و ممکن است تخلفاتی رخ دهد.

اختلالات مشابهی می تواند ایجاد شود کار نادرسترویه های تراز کردن سطح سیگنال در DSLAM و غیره

به طور مشابه، مشکلات می تواند ناشی از ناهماهنگی در سطح تشخیص کانال باشد. در اینجا، نقض در روند مذاکره طرح های رمزگذاری و هر گونه شکست در عملکرد الگوریتم های تشخیصی SNR می تواند منجر به بدتر شدن کیفیت اتصال ADSL شود.

با نگاهی به آینده، متذکر می شویم که تشخیص همه عوامل ذکر شده تنها در فرآیند مطالعات پیچیده دستگاه ها با استفاده از روش های تست انطباق قابل تحقق است. این تکنیک ها برای عملیات بسیار پیچیده و بسیار گران هستند.

تاثیر پارامترها خط مشترک

جالب ترین عامل برای عملکرد، که به طور مستقیم بر پارامترهای کیفیت ADSL تأثیر می گذارد، پارامترهای جفت کابل مشترک است.

از آنجایی که کابل مشترک و پارامترهای آن توسط فناوری ADSL از خارج معرفی نشده اند، اما در حال حاضر به شکل و شرایطی که قبل از دوران NGN در آن زندگی می کرده در دسترس اپراتور هستند، این شامل ضعیف ترین عنصر زنجیره فناوری ADSL است. و اگرچه نمی‌توان اندازه‌گیری کابل را با اندازه‌گیری‌های ADSL یکسان کرد، اما اندازه‌گیری‌های جفت مشترک بیش از 50 درصد از کل اندازه‌گیری‌های عملیاتی در مراحل اولیه اجرای ADSL را تشکیل می‌دهند.

بیایید به طور خلاصه در نظر بگیریم که چه پارامترهای خط مشترک ممکن است برای کیفیت ADSL حیاتی باشد. هر یک از پارامترهای ذکر شده با جزئیات بیشتر در فصل 4 آورده شده است.

پارامترهای اساسی کابل های مشترک

بیایید با پارامترهای عمومی (یا اساسی) کابل های مشترک شروع کنیم. اینها شامل تمام پارامترهایی است که از گذشته برای تأیید سیستم کابلی اپراتور استفاده شده است.

می توان ادعا کرد که این مجموعه ای از پارامترها و روش های تجزیه و تحلیل آنها است که برای هر کابل مشترکی با وجود نوع و روش استفاده آنها یکسان است.

در واقع، اگر کابل فلزی وجود داشته باشد، دارای مقاومت، ظرفیت، پارامترهای عایق است و تمام پارامترهای ذکر شده به هدفی که کابل برای آن گذاشته شده است بستگی ندارد. می توان از آن برای عادی استفاده کرد ارتباط تلفنی، برای ADSL، برای سیستم رادیویی و غیره.

و همه برنامه ها به مجموعه خاصی از پارامترها برای قضاوت در مورد کیفیت جفت مشترک نیاز دارند.

به همین دلیل است که چنین پارامترهایی اساسی نامیده می شوند.

پارامترهای اساسی یک جفت مشترک به طور کامل در اسناد نظارتی توضیح داده شده است و به خوبی شناخته شده است.

پارامترهای اصلی اصلی عبارتند از:

وجود ولتاژ مستقیم / متناوب در خط. مقاومت حلقه مشترک؛ مقاومت عایق حلقه مشترک؛ ظرفیت و اندوکتانس حلقه مشترک؛ مقاومت پیچیده یک خط در فرکانس معین (امپدانس خط)؛ تقارن جفت به معنای مقاومت اهمی.

مقادیر پارامترهای ذکر شده کیفیت جفت مشترک را تعیین می کند و بر این اساس می توان گفت که آنها برای صدور گواهینامه کابل ها برای ADSL مهم هستند.

پارامترهای تخصصی کابل

همانطور که در بالا نشان داده شد، پارامترهای انتقال ADSL نه چندان تحت تأثیر پارامترهای اصلی جفت مشترک، بلکه تحت تأثیر پارامترهای کابل مشترک به عنوان کانالی برای انتقال سیگنال های 256DMT/QAM قرار می گیرند.

در این مورد، گروه مهمی از پارامترها مستقیماً با روش انتقال مرتبط هستند که شامل پارامترهایی مانند اعوجاج سیگنال، تضعیف سیگنال، انواع مختلف نویز و تأثیرات خارجی بر روی خط است.

از آنجایی که این گروه از پارامترها مستقیماً با حوزه کاربرد کابل ADSL مرتبط است، آنها را تخصصی می نامند.

پارامترهای تخصصی رویه ای با پارامترهای اصلی تفاوت دارند زیرا هر اندازه گیری این پارامترها همیشه بر اساس تکنیک های تست فرکانس خط است.

با توجه به این روش ها، برای تشخیص کابل مشترک، باید یک سیگنال تست تخصصی (ضربه) اعمال کنید و کیفیت عبور چنین سیگنالی را در طول خط (پاسخ) تجزیه و تحلیل کنید.

گزینه های تخصصی عبارتند از:

تضعیف کابل؛

نویز پهن باند و نسبت سیگنال به نویز (SNR)؛ پاسخ دامنه فرکانس (AFC)؛ تقاطع نزدیک به پایان (NEXT)؛ تداخل پایان دور (FEXT)؛ نویز ضربه ای؛ ضررهای برگشتی; تقارن جفت به معنای مشخصه های انتقال ناهموار.

بی نظمی در کابل

سومین عاملی که مستقیماً بر پارامترهای کیفیت ADSL در سطح کابل مشترک تأثیر می گذارد، وجود ناهمگنی در کابل است.

هر گونه ناهمگنی در کابل مشترک بر پارامترهای انتقال تأثیر منفی می گذارد.

به عنوان یک تصویر از فرآیندهای رخ داده در سیستم انتقال، شکل 3.1 یک ضربه موازی را نشان می دهد که یک پدیده نسبتاً رایج در شبکه داخلی است.

در مورد انتقال سیگنال باند پهن از طریق یک شیر موازی، سیگنال ارسالی ابتدا منشعب می شود و سپس از انتهای بی همتا شیر منعکس می شود.

در نتیجه، در سمت گیرنده، دو سیگنال - مستقیم و منعکس شده - روی یکدیگر قرار می گیرند و سیگنال منعکس شده را می توان به عنوان نویز در نظر گرفت. از آنجایی که سیگنال نویز در موردی که در شکل 3.1 نشان داده شده است ساختاری مشابه سیگنال معمولی دارد، تأثیر آن بر پارامترهای کیفیت انتقال حداکثر است.

برنج. 3.1. ضربه زدن موازی و تاثیر آن بر پارامترهای انتقال ADSL

سطح تأثیر مخرب سیگنال منعکس شده مستقیماً به سطح بازتاب در شیر بستگی دارد. از نظر تئوری سیگنال، هر چه فرکانس سیگنال ارسالی بیشتر باشد، سطح بازتاب بالاتری دارد.

در نتیجه، هر سیستم انتقال پهنای باند به هرگونه ناهمگنی در کابل بسیار حساس است. در مورد ADSL، حساسیت به ناهمگونی ها با تنظیم تطبیقی ​​جفت مودم-DSLAM کمی جبران می شود، به طوری که وجود شیرها امکان انتقال را نفی نمی کند.

اما در مورد شیر، سرعت انتقال ADSL به شدت کاهش می‌یابد، که به سازندگان تجهیزات و مهندسین سیستم اجازه می‌دهد تا الزاماتی را مطرح کنند که هیچ ناهمگونی در کابل ADSL مجاز نباشد.

متقاطع

مفهوم تضعیف گذرا از نقطه نظر ماهیت ظاهر این عامل کمتر واضح است، اما روش اندازه گیری را بهتر منعکس می کند. بنابراین، در عمل از هر دو مفهوم استفاده می شود.

چهارمین عامل مؤثر بر پارامترهای انتقال ADSL در کابل، عامل تأثیر متقابل کابل های مشترک بر یکدیگر است.

از نظر روش شناسی، پارامترهای تأثیر متقابل را تداخل گذرا یا تضعیف گذرا می نامند.

شکل 3.2. Crosstalk NEXT و FEXT

دو پارامتر تداخل گذرا وجود دارد (شکل 3.2).

از دست دادن اتصال نزدیک (یعنی تأثیر فرستنده نزدیک به گیرنده نزدیک) تداخل پایان دور (یعنی تأثیر یک فرستنده دور بر روی گیرنده نزدیک).

به طور اسمی، FEXT و NEXT به پارامترهای تخصصی جفت کابل اشاره دارد. اما نقش این پارامتر به قدری منحصر به فرد است که نیاز به بررسی و تحقیق جداگانه دارد.

کافی است بگوییم که علیرغم وجود مفاهیم NEXT و FEXT برای چندین دهه، روش کلی برای اندازه گیری این پارامترها وجود ندارد و در شرایط شبکه های مشترک NGN به سختی می توان آن را ساخت.

به عنوان مثال، تأثیر متقابل یک جفت بر زوج دیگر به طور بالقوه می تواند وجود داشته باشد، اما تا زمانی که یک جفت دارای تلفن و دیگری ADSL باشد، به هیچ وجه خود را نشان نمی دهد.

اما به محض اتصال یک مشترک جدید ADSL، این تأثیر می تواند کیفیت ارتباط را در هر دو جفت "کشت" کند.

همین امر در مورد تداخل از منابع خارجی تابش الکترومغناطیسی- در حالت کلی، پیش بینی تجلی آنها در یک جفت فردی غیرممکن است.

انواع زیر از تداخل احتمالی را می توان به عنوان مهمترین پارامترهای کیفیت ADSL شناسایی کرد.

تأثیر یک مشترک ADSL بر یک مشترک ADSL دیگر. تاثیر فرکانس های رادیویی AM بر ADSL. تأثیر تداخل الکترومغناطیسی خارجی. تاثیر سیستم های انتقال دیجیتال (E1، HDSL و غیره).

تأثیر بالقوه ADSL بر کیفیت تلفن سنتی برای مدت طولانی مورد بحث قرار گرفته است. دلیل بحث در مورد این موضوع، شکایت مشترکان تلفن سنتی مبنی بر بدتر شدن کیفیت ارتباطات در فرآیند معرفی انبوه ADSL بود.

اگرچه تئوری استفاده از اسپلیترها تأثیر ADSL بر شبکه تلفن را مستثنی می‌کند، اما آمار شکایات نشان‌دهنده یک رابطه پایدار بین سطح اجرای ADSL و تعداد شکایات است.

بررسی های ویژه نشان داده است که واقعاً هیچ تداخلی بین شبکه تلفن و ADSL وجود ندارد و شکایات عمدتاً ناشی از فعالیت خود اپراتورها است.

برای ارائه خدمات ADSL با کیفیت بهتر، اپراتورها جفت ها را تغییر دادند، به طوری که یک کاربر ADSL یک جفت با کیفیت بهتر دریافت کرد، در حالی که یک کاربر معمولی مشترک تلفنجفت بدتری دریافت کرد که منجر به ارزیابی نقش منفی ADSL شد.

به هر حال، این مثال نشان می دهد که در فرآیند پذیرش انبوه ADSL، عوامل صرفاً فنی به شدت با عوامل اجتماعی، تاریخی و اداری مخلوط می شوند. همانطور که در فصل 7 نشان داده شده است، این مثالاین تنها موردی نیست که جدا کردن تأثیر فناوری و سایر فرآیندها در سیستم عامل دشوار است.

برخی از برنامه های ADSL

حال از تحلیل کلی فناوری ADSL به بررسی برخی گزینه ها برای استفاده از این فناوری در شبکه های دسترسی مشترکین NGN می پردازیم.

همانطور که از پارادایم شبکه های NGN بر می آید، هدف اصلی ساخت شبکه های دسترسی مشترکین پهن باند، ارائه حداکثر پهنای باند انتقال داده به کاربران است. شبکه حمل و نقل. دامنه خدمات ارائه شده به کاربر به این بستگی دارد و موفقیت اجرای NGN به اثربخشی اجرای سرویس های جدید بستگی دارد، زیرا به خاطر آنها است که انقلاب فنی جدیدی در حال رخ دادن است.

بنابراین، موضوع خدمات برای مطالعه هر موضوع مرتبط با NGN اساسی است. بدون استثنا تکنولوژی ADSL. در این بخش به گزینه هایی برای استفاده از ADSL در یک شبکه مدرن می پردازیم که باید درک ما از جایگاه این فناوری در یک سیستم ارتباطی مدرن را تکمیل کند.

ارتباط فردی

ساده ترین کاربرد فناوری ADSL استفاده فردی از دسترسی پهن باند برای ارائه خدمات به یک کاربر است.

مزیت بدون شک ADSL این است که بسیار ارائه می دهد روش موثرمهاجرت مشترکین از شبکه تلفن به شبکه NGN.

به یاد بیاوریم که برای این کار فقط باید اسپلیترها را در دو انتهای خط مشترک نصب کنید و بدین ترتیب ترافیک داده و ترافیک تلفن را از هم جدا کنید و سپس یک مودم ADSL در سمت کاربر و یک DSLAM در سمت ایستگاه وصل کنید.

شکل 3.3. نمودار اتصال فردی مشترک

در نتیجه این فرآیند مهاجرت، فناوری ADSL به صورت فردی گرایش پیدا می کند. هدف آن مشترکین فردی شبکه تلفن است و اتصال آنها را با حداقل هزینه به شبکه NGN ارائه می دهد. بر این اساس، ADSL اغلب در حالت اتصال فردی استفاده می شود (شکل 3.3).

همانطور که در شکل نشان داده شده است، در مورد اتصال یک مشترک به ADSL، وظیفه فراهم کردن یک کاربر واحد با دسترسی پهن باند است.

به عنوان مثال، این می تواند آپارتمان مشترک باشد. در این صورت مشترک باقی می ماند گوشی معمولی، از طریق یک تقسیم کننده متصل می شود و دسترسی پهن باند به شبکه NGN اضافه می شود. بسته به پیکربندی و نوع مودم ADSL، ممکن است رابط USBبرای اتصال یک کامپیوتر یا اترنت، که حتی می توانید یک شبکه محلی خانگی را به آن متصل کنید. به نوبه خود، رایانه ها یا دستگاه های IPTV را می توان در شبکه محلی خانگی برای ارائه سیگنال های تلویزیونی پخش نصب کرد.

تکنولوژی VoDSL

یک برنامه جدید در رابطه با خدمات سنتی ADSL با توسعه فناوری انتقال صدا در شبکه های بسته (Voice over IP، VoIP) همراه است. در حال حاضر VoIP بسیار گسترده شده است. به عنوان مثال می توان به سرویس اسکایپ اشاره کرد که در حال حاضر به طور گسترده توسط بیش از 5 میلیون مشترک در سراسر جهان استفاده می شود.

در صورت وجود پتانسیل صدا بر روی داده، یکی دیگر از کاربردهای ADSL می تواند ارائه خدمات VoIP باشد. این سرویس را می توان صدا از طریق ADSL یا VoDSL نامید.

نمودار سرویس در شکل نشان داده شده است. 3.4. در سمت کاربر مودم ADSLنه تنها یک کامپیوتر، بلکه یک تلفن VoIP نیز متصل است. در سمت ایستگاه، پس از DSLAM، یک سوئیچ دسترسی (BRAS) نصب شده است که ترافیک VoIP را تخصیص داده و به دروازه تلفن VoIP/PSTN هدایت می کند، به طوری که ترافیک VoIP به ترافیک تلفن معمولی تبدیل شده و به سمت شبکه عمومی.

تماس" href="/text/category/koll/" rel="bookmark">استفاده جمعی از ADSL

خدمات VoDSL که در بالا مورد بحث قرار گرفت، کاربرد جالب دیگری نیز دارند، یعنی امکان اشتراک گذاری یک اتصال ADSL.

همانطور که در بالا نشان داده شد، فن آوری های مدرن VoIP به شما امکان می دهد ADSL را در سمت کاربر نصب کنید تلفن اضافی. اما هیچ کس اتصال چندین تلفن VoIP را به جای یک تلفن و ایجاد یک شبکه محلی به جای یک رایانه ممنوع نمی کند (شکل 3.5). در این مورد، ما یک شبکه کامل برای یک دفتر کوچک در یک ADSL دریافت می کنیم.

این رویکرد برای استفاده از ADSL نوید بزرگی را برای این فناوری می دهد. به عنوان مثال، یک شرکت کوچک یک دفتر جدید اجاره می کند و به طور سنتی از خود این سوال را می پرسد که چگونه می توان ارتباط با دنیای خارج را تضمین کرد. اگر فضای اداری قبلا یک آپارتمان بود، پس فقط یک تلفن دارد. و این زمانی است که یک راه حل ADSL می تواند به کمک بیاید. کافی است به یک جفت ADSL متصل شوید و دفتر به تعداد مورد نیاز تلفن و یک "لوله" نسبتاً گسترده به اینترنت خواهد داشت.

https://pandia.ru/text/78/444/images/image006_42.gif" width="534" height="418">

شکل 3.6. شبکه دسترسی پهن باند یکپارچه و جایگاه ADSL در آن

سطح سازگاری ATM AAL2 است، بسته های داده نیز به یک جریان سلولی ATM تبدیل می شوند (سطح سازگاری AAL5). به عبارت دیگر، IAD وظیفه مالتی پلکس کردن گفتار و جریان داده را در مدارهای مجازی (VCs) برای انتقال از طریق یک خط DSL، و همچنین به عنوان یک پل یا مسیریاب ترافیک انجام می دهد. شبکه های محلیاترنت در حالی که به طور همزمان تعداد کافی اتصال صوتی را پشتیبانی می کند.

در حال حاضر استفاده از IAD برای ایجاد شبکه های شرکتیبسیار

محبوب در چارچوب پروژه های پیاده سازی انبوه ADSL در مسکو و سن پترزبورگ. با توسعه "اینترنتی" مشاغل کوچک و متوسط ​​و شبکه های ADSL، طرح استفاده پیشنهادی به یافتن مشتریان خود ادامه خواهد داد.

کتابشناسی - فهرست کتب

1. Baklanov ADSL/ADSL2+: تئوری و عمل کاربرد - M.: Metrotek، 2007.

کنترل سوالات

عوامل موثر بر پارامترهای کیفیت ADSL را فهرست کنید. دستگاه‌های پایانی و DSLAM چگونه بر پارامترهای کیفیت ADSL تأثیر می‌گذارند؟ پارامترهای اصلی کابل مشترک را فهرست و توصیف کنید. پارامترهای تخصصی کابل را فهرست و شرح دهید. چگونه ناهمگونی کابل بر ADSL تأثیر می گذارد. ضربه موازی در کابل چگونه بر پارامترهای انتقال ADSL تأثیر می گذارد؟ اصطلاحات "تضعیف متقابل و متقابل" را توضیح دهید. نموداری از وقوع تداخل گذرا رسم کنید. پارامترهای تداخل گذرا را نام ببرید و مشخص کنید. بیشترین را نام ببرید انواع مهممتقابل نموداری از یک اتصال مشترک ADSL جداگانه بکشید. نموداری از سازمان خدمات VoDSL بکشید. نمودار یک اتصال جمعی به ADSL را رسم کنید. IAD چیست و چه وظایفی را انجام می دهد؟ یک شبکه دسترسی پهن باند یکپارچه و جایگاه ADSL در آن را ترسیم کنید