Sakaru sistēmas galvenie rādītāji:

1) ziņojumu pārraides uzticamība.

Atbilstības pakāpi starp saņemto un nosūtīto ziņojumu sauc par pārraides uzticamību.

Pārraidot atsevišķus ziņojumus, uzticamību nosaka kļūdu līmenis.

Kur ir kļūdaini saņemto ziņojuma elementu skaits un kopējais ziņojuma elementu skaits.

Kļūdu biežums ir nejaušs.

Pārraidot nepārtrauktus ziņojumus, atšķirību starp nosūtīto un saņemto ziņojumu raksturo nejauša kļūda.

saņemta ziņa, x(t)-received message;

Nejauši traucējumi sakaru sistēmas izejā.

Bieži tiek izmantots vidējās kvadrātiskās kļūdas (RMSE) kritērijs.

Vidējo kvadrātisko kļūdu nosaka:

Vidējā traucējumu jauda;

Noderīgā signāla vidējā jauda.

P(- varbūtiskā trokšņa viendimensijas blīvums.

Noteikts traucējumu slieksnis.

Fiziski šis nosacījums atbilst tā sauktās anomālās kļūdas varbūtības neesamībai, t.i. kļūda, kas var neatbilst adresātam.

Piemēram: īslaicīga sistēmas kļūme, impulsa troksnis utt.

2) trokšņu noturība.

Informācijas pārraide ar nepieciešamo uzticamību paredz sakaru sistēmas drošu darbību, tas ir iespējams, ja sakaru sistēmai ir augsta uzticamība, t.i. instrumentu un ierīču spēja ilgstoši pildīt tām piešķirtās funkcijas un nodrošināt nepieciešamo trokšņu noturību – spēju izturēt traucējumu ietekmi.

Trokšņa imunitāte ir atkarīga no šādiem faktoriem:

1) sakaru sistēmas praktiskās ieviešanas metodes;

2) elementu bāze;

3) ražošana, iekārtu tehnoloģija;

4) ekspluatācijas apstākļi;

5)sakaru sistēmas izveides principi u.c.

Sakaru sistēmas uzticamību nosaka varbūtība, ka iekārta veiks savas funkcijas noteiktā laikā.

Signāla un trokšņa attiecība ir faktors, kas novērtē sakaru sistēmas trokšņu noturību:

Jo zemāka ir nepieciešama signāla un trokšņa attiecība, jo augstāka ir sakaru sistēmas trokšņu noturība.

3) informācijas pārraides ātrums.

Ja nepārtrauktu ziņojumu pārraide tiek veikta reāllaikā. Tomēr bieži vien ir ieteicams ierakstīt ziņojumu un pēc tam to pārsūtīt ar ātrumu, kas vairāk vai mazāk atšķiras no tā izveides brīža. Tas ļauj efektīvi izmantot komunikācijas kanālus.

Skaitliski pārraides ātrumu nosaka informācijas apjoms, kas saņemts no sūtītāja adresātam 1 sekundē. Mērīts bitos sekundē.

Ātrums ir atkarīgs:

1) no ziņojuma un tā statistiskajām īpašībām;

2) sakaru kanāla raksturojums;

3) kropļojumi un traucējumi kanālā.

Ļoti bieži, pārraidot diskrētus ziņojumus, sakaru sistēmas aparatūras raksturlielumu raksturošanai tiek izmantots tehniskā pārraides ātruma jēdziens.

Maksimālais iespējamais pārraides ātrums tiek novērtēts pēc kanāla jaudas, ko skaitliski nosaka maksimālais informācijas apjoms, kas tiek pārraidīts pa to 1 sekundē.

sakaru kanāla efektīvā frekvenču josla;

vidējā traucējumu jauda.

4) sakaru sistēmas efektivitāte.

Lai novērtētu darba kvalitāti, tiek izmantoti ar izmaksām saistītie rādītāji.

1) enerģija;

2) frekvenču josla;

3) aprīkojuma izmaksas;

4) svars un izmērs utt.

Tiek saukta īpašību kopa, kas raksturo sistēmas efektivitāti no izmaksu viedokļa sakaru sistēmas efektivitāte.

Lai izvēlētos sakaru sistēmu, pamatojoties uz efektivitāti, tiek izmantoti kritēriji, ņemot vērā iepriekš noteiktus noteiktie ierobežojumi par dažiem sakaru sistēmas parametriem un īpašībām.

Vienības izmaksu kritērijs -Šie ir kritēriji, saskaņā ar kuriem sakaru sistēmas tiek novērtētas pēc 1 bita informācijas pārsūtīšanas izmaksām ar noteiktu uzticamību.

Īpatnējais enerģijas patēriņš, kur

Signāla enerģija uztvērēja ieejā, kas iztērēta 1 bita pārraidīšanai;

Interferences spektrālais blīvums.

Specifiskais sloksnes patēriņš, kur

Ekvivalents sakaru sistēmas joslas platums;

R-baudes ātrums (bit*s).

Vērtību var uzskatīt par sakaru sistēmas darbības rādītājiem.

1.3.Sistēmu un informācijas pārvades līniju klasifikācija.

Klasifikācijas zīmes:

1) darbības joma (telefona sistēmas, datu pārraide, televīzija, telemetrija);

2) atbilstoši ziņojuma formai (diskrēts, nepārtraukts);

3) pēc izskata līnijas signāls(nepārtraukts, pulss);

4) pēc darbības frekvenču diapazona un joslas platuma (šaurjoslas, platjoslas);

5) pēc sakaru veida (stacionārais, mobilais);

6) pēc blīvēšanas un atdalīšanas principa (laiks, biežums, kods).

Visas sakaru sistēmas ir sadalītas divās grupās:

1) sistēmas ar brīvu signālu izplatīšanos.

Signāla izkliedes līmenis ir proporcionāls attāluma kvadrātam starp raidītāju un uztvērēju (radiotehnika).

2) sistēmas ar virziena signālu izplatīšanos.

Piespiedu signāla izplatīšanās. Šim nolūkam tiek izmantotas ierīces. Tajos esošā enerģija netiek izkliedēta, bet tiek absorbēta ar vadošās ierīces palīdzību. Sistēmas ir stabilas un ideālas no uzticamības viedokļa. Ideāls risinājums elektromagnētiskās saderības problēmai ir liela caurlaidspēja. Tomēr šīs sistēmas ir ļoti dārgas, un tām ir jāizveido pastiprinošie releja punkti.

Problēmas:

1) elektromagnētiskās saderības problēmas, traucējumi;

2) augsta efektivitāte, elastība, mobilitāte.

Sistēmas ar brīvu signālu izplatīšanos iedala:

1) sistēmas ar nemainīgiem parametriem - sistēmas, kurās signāla parametros, kas iet caur izplatības vidi, netiek veiktas būtiskas nejaušas izmaiņas, izņemot fāzi (sistēma radioreleja sakari, satelīta sakari - tie darbojas centimetru viļņu diapazonā).

2) sistēmas ar nejaušiem parametriem - signāla parametri mainās, kad tas iet caur vidi. Šīs izmaiņas uztvērējā ir vai nu atstarotās vai tiešās viļņu sistēmās (īsviļņu sistēmas - signāli tiek pakļauti dziļai izbalēšanai).

Ar viļņa garumu l=3-10 metri radiosignāli labi atstarojas no jonosfēras, kas ļauj tiem izplatīties virs 2000 km.

Pie l<3 метров радиоволны распространяются в пределах видимости.

Viļņu klasifikācija:

Vienkanāla sakaru sistēmas blokshēma. Sakaru sistēmu klasifikācija

Tiek izsaukts tehnisko līdzekļu un izplatīšanas vides kopums, kas nodrošina ziņojumu pārraidi no avota līdz adresātam telekomunikāciju sistēma.

Pārsūtot ziņojumus ar telekomunikāciju sistēmu, tiek veiktas šādas darbības:

ziņojuma, kas nāk no ziņojuma avota (MS), konvertēšana primārajā telekomunikāciju signālā (turpmāk tekstā vienkārši "primārais signāls");

primāro signālu pārvēršana lineāros signālos, kuru raksturlielumi atbilst izplatīšanās vides (sakaru līnijas) īpašībām;

Pārraides maršruta izvēle un pārslēgšana;

Signālu pārraide pa izvēlēto maršrutu;

Signālu pārvēršana ziņojumos.

Sistēmas vispārināta blokshēma

telekomunikācijas

IS – ziņojuma (informācijas) avots;

PR 1 (PR -1) – ziņojuma pārveidotājs (apgrieztais pārveidotājs) primārajā signālā;

SC – komutācijas stacija, kas pārstāv komutācijas un vadības iekārtu komplektu, kas nodrošina dažāda veida savienojumu izveidi (vietējo, tālsatiksmes, starptautisko, ienākošo, izejošo un tranzīta)

OS 1 (OS -1) – saskarnes iekārta, kas veic primāro signālu tiešu (apgrieztu) pārveidošanu lineāros signālos (sekundārajos signālos).

Telekomunikāciju kanāls ir tehnisko līdzekļu komplekss, kas nodrošina ziņojumu pārraidi starp tā avotu un saņēmēju.

Pārraides kanāls ir tehnisko līdzekļu un izplatības nesēju komplekss, kas nodrošina primārā telekomunikāciju signāla pārraidi noteiktā frekvenču joslā.

Pārsūtīšanas sistēma ir tehnisko līdzekļu un izplatības nesēju komplekss, kas nodrošina primārā signāla pārraidi noteiktā frekvenču joslā vai ar noteiktu pārraides ātrumu starp komutācijas stacijām.

Sakaru sistēmu galvenās īpašības

Novērtējot sakaru sistēmas veiktspēju, pirmkārt, jāņem vērā, kas ziņojumu pārraides precizitāte nodrošina sistēmu un ar ko ātrumu informācija tiek pārsūtīta. Pirmais nosaka kvalitāti pārraide, otrā - daudzums.

Trokšņu imunitāte ziņojumu saņemšanai raksturo nosūtīto un saņemto ziņojumu atbilstības pakāpi, kas izteikta kādā kvantitatīvā mērogā. Trokšņa imunitāte, ir sistēmas spēja izturēt traucējumu kaitīgo ietekmi. Tiek novērtēta trokšņu noturība par ziņojumu saņemšanas precizitāti noteiktai signāla-traucējumu attiecībai (SNR) un ir atkarīga gan no pārraidīto signālu īpašībām, gan no uztveršanas metodes. Lojalitāte saņemšanu nosaka saņemto un nosūtīto ziņojumu līdzības pakāpe.

Ja ziņojumu apraksta nepārtraukta funkcija a(t), tad novirze ε (t) saņemta ziņa ậ (t) no pārraidītā A(t) ir nepārtraukts:

(1.2.1)

un bieži tiek izmantots kā atšķirības mērs standarta novirze(RMS):

, (1.2.2)

kur virsjosla apzīmē vidējo vērtību daudzās realizācijās.

Informācijas pārsūtīšanas ātrums R sauc par vidējo informācijas apjomu es, kas tiek pārraidīti šajā sistēmā laika vienībā:

R[dv. vienības/sek.] = es/T, (1.2.4)

Kur T– informācijas nodošanas ilgums.

Savlaicīgums ziņojuma pārraidi nosaka pieņemams kavēšanās, ko nosaka ziņojumu un signālu transformācija, kā arī signāla izplatīšanās ierobežotais laiks pa sakaru kanālu.

4 Signālu un sakaru kanālu pamatparametri. Nepieciešams nosacījums netraucētai signāla pārraidei

Sakaru kanālu tāpat kā signālu raksturo trīs galvenie parametri:

- laiks T līdz, kura laikā iespējama pārraide pa kanālu;

- dinamiskais diapazons D līdz(raidītā signāla pieļaujamās jaudas attiecība pret traucējumu jaudu, izteikta decibelos);

- kanāla joslas platums Fc.

Kanāla vispārīga īpašība ir tā kapacitāte (apjoms):

(1.5.1)

Nepieciešamais nosacījums netraucētai signālu pārraidei ar skaļumu pa kanālu ir:

Vienkāršākajā gadījumā signāls tiek saskaņots ar kanālu visos trīs parametros, t.i. sasniedz šādu nosacījumu izpildi:

Nevienādību (1.5.2.) var apmierināt arī tad, ja viena vai divas no nevienādībām (1.5.3.) nav izpildītas. Tas nozīmē, ka jūs varat “mainīt” ilgumu pret spektrālo platumu vai spektrālo platumu dinamiskajam diapazonam utt.

Līdzās iepriekš minētajiem kanāla pamatparametriem tā frekvences īpašības raksturo frekvences pārraides koeficients, bet laika īpašības - ar impulsa reakciju. h līdz (t,τ). No 1.2.5. punkta izriet, ka šie raksturlielumi ļauj aprakstīt ieejas signālu transformācijas laika vai frekvences diapazonā, ko veic gan kanāls kopumā, gan atsevišķi tā elementi.

Jebkuras sakaru sistēmas veiktspēju galvenokārt vērtē pēc informācijas pārsūtīšanas precizitātes un ātruma. Pirmais nosaka pārraides kvalitāti, otrais - kvantitāti. Reālā sakaru sistēmā pārraides kvalitāte ir saistīta ar saņemtā ziņojuma izkropļojuma pakāpi. Šie kropļojumi ir atkarīgi no sistēmas īpašībām un tehniskā stāvokļa, kā arī no traucējumu intensitātes un rakstura. Ja sakaru sistēma ir veidota pareizi un ir tehniski stabila, tad neatgriezeniskus ziņojumu kropļojumus rada tikai traucējumu ietekme. Šajā gadījumā pārraides kvalitāti pilnībā nosaka sistēmas trokšņu imunitāte.

Zem trokšņa imunitāte izprast sakaru sistēmas spēju pretoties traucējumu kaitīgajai ietekmei uz ziņojumu pārraidi. Tā kā traucējumu ietekme izpaužas apstāklī, ka saņemtais ziņojums atšķiras no pārraidītā, trokšņu noturību konkrētajiem traucējumiem var raksturot kvantitatīvi. saņemtā ziņojuma atbilstības pakāpe pārsūtītajam.Šo daudzumu raksturo termins lojalitāte. Uzticības mērs tiek izvēlēts dažādos veidos atkarībā no ziņojuma veida un adresāta prasībām. Var parādīt, ka pārraides precizitāte ir atkarīga no signāla vidējo jaudu un traucējumu attiecības (biežāk - signāla un trokšņa attiecības; angļu - signāla un trokšņa attiecība - SNR; Šīs attiecības parasti tiek apzīmētas kā S/N).

V. A. Koteļņikova un K. Šenona darbi parāda, ka ar izvēlētu kritēriju un noteiktu signālu kopumu, kas saņemti ar noteiktiem traucējumiem ( baltā trokšņa; baltā trokšņa), Pastāv maksimālā (potenciālā) trokšņu noturība, ko nevar pārsniegt neviena uztveršanas metode. Tiek izsaukts uztvērējs, kas īsteno potenciālo trokšņu imunitāti optimāls. Pie noteiktas traucējumu intensitātes uztveršanas kļūdas iespējamība ir mazāka, jo atšķirīgāki ir signāli, kas pārraida dažādus ziņojumus. Problēma ir izvēlēties ļoti atšķirīgus signālus informācijas nodošanai. Pārraides precizitāti var palielināt, palielinot modulācijas-demodulācijas metožu sarežģītību un ieviešot trokšņu izturīgu ziņojumu kodēšanu. Visbeidzot, pārsūtīšanas precizitāte ir atkarīga arī no ziņojumu saņemšanas metodes. Ir jāizvēlas uztveršanas metode, kas vislabāk realizē signālu atšķirību noteiktā signāla un trokšņa attiecībā.

Vēl viens svarīgs sakaru sistēmas rādītājs ir informācijas pārsūtīšanas ātrums.

Kā jau minēts, apjoms pārraidītā informācija Ir ierasts mērīt bitos un baitos. Plaši tiek izmantotas arī lielākas atvasinātās informācijas apjoma (kā arī datora atmiņas ietilpības) vienības: kilobaits, megabaits, gigabaits, kā arī pēdējā laikā terabaits un petabaits.

Nosakot informācijas apjomu, vēsturiski izveidojusies situācija, ka ar nosaukumiem “bit” un “baits” nepareizi tika (un tiek) lietoti SI prefiksi (saskaņā ar starptautisko standartu IEC 60027-2 tiek lietotas šīs mērvienības, piemēram, šādi: 1000 = 10 3 vietā ierakstiet 1024 = 2 10):

• 1 KB = 2 10 baiti = 1024 baiti;
• 1 MB = 2 20 baiti = 1024 KB;
• 1 GB = 2 30 baiti = 1024 MB = 1 048 576 KB utt.

Šajā gadījumā apzīmējumu “KB” parasti sāk ar lielo burtu, atšķirībā no mazā burta “k”, kas apzīmē reizinātāju 10 3.

Atgādinām, ka pārraidīto bitu vai baitu skaits sekundē ir informācijas pārsūtīšanas ātrums, kas tiek definēts bitos/s, bodos vai baitos/s. Ar palielinātu pārraides ātrumu tas tiek definēts Kbit/s, Mbit/s, Gbit/s, KB/s, MB/s, GB/s, Kbaud, Mbaud, Gbaud utt.

Pēdējos gados termins “bitrate” ( bitu pārraides ātrums), atspoguļojot pārsūtītās informācijas daudzumu laika vienībā. Bitu pārraides ātrums parasti tiek izmantots, lai izmērītu noderīgas informācijas faktisko pārraides ātrumu. Bitu pārraides ātrums tiek izteikts bitos sekundē |bit/s|, kā arī atvasinātās vērtības ar prefiksiem kilo-, mega- utt.

Izmantojot m-ary, nevis bināros simbolus, maksimālais informācijas apjoms, ko var pārsūtīt pa sakaru kanālu, ir log 2 m [biti]. Tāpēc diskrēts ziņojuma avots var nodrošināt maksimālu informācijas veiktspēju (izvades ātrumu) [bit/s], nepārsniedzot

Kur T n - vienas pakas ilgums; m- digitālā kodu bāze.

Plkst m = 2 R H = 1 /T n un informācijas pārsūtīšanas ātrumu R H skaitliski vienāds tehniskais ātrums v. Plkst t > 2 iespējamais informācijas pārsūtīšanas ātrums R u > v. Tomēr bieži vien iekšā digitālās sistēmas saziņas ātrums informācijas pārsūtīšanai R H Šī opcija rodas, ja ne visas pakas tiek izmantotas informācijas pārsūtīšanai, piemēram, ja dažas no tām tiek izmantotas sinhronizācijai vai kļūdu noteikšanai un labošanai (izmantojot labojuma kods).

Kā tiks parādīts vēlāk, maksimālais informācijas apjoms, ko var pārsūtīt ar vienu bināro simbolu (“1” vai “0”), ir 1 bits. Teorētiski katrs simbols, kas tiek saņemts sakaru kanāla ieejā, izraisa viena simbola parādīšanos izejā, lai tehniskais ātrums pie kanāla ievades un izejas būtu vienāds.

Pārsūtītās informācijas saspiešana. Pārsūtot informāciju, pastāv divas savstarpēji saistītas problēmas: liekās informācijas likvidēšana un pēdējās saspiešana. Zem atlaišana saņemot saprast nederīgo, lieko informāciju, kuru joprojām nav iespējams izmantot un patērētājam tā faktiski nav vajadzīga. Ziņojumi no gandrīz jebkura avota ir lieki. Fakts ir tāds, ka atsevišķas ziņojuma pazīmes ir noteiktā statistiskā attiecībā. Tātad krievu valodas vārdos pēc diviem secīgiem patskaņiem, visticamāk, ir līdzskaņs, un pēc trim secīgiem līdzskaņiem, visticamāk, būs patskaņis. Redundance ļauj ziņojumus pasniegt ekonomiskākā formā. Ziņojuma iespējamās samazināšanas mēru, nezaudējot informāciju, pateicoties statistiskām attiecībām starp tā elementiem, nosaka dublēšana. Jēdziens “redundance” attiecas ne tikai uz ziņojumiem vai signāliem, bet arī uz valodu kopumā, kodu. Piemēram, Eiropas valodu dublēšana sasniedz 60-80%.

Atlaišanas parādīšanās iemesls ir cilvēka orgānu neuzņēmība pret kādu saņemtās informācijas daļu. Piemēram, televīzijas attēlā var būt līdz 16 tūkstošiem vienas krāsas toņu, savukārt cilvēka redze, jutīga pret spilgtumu, ir nejutīga pret tik milzīgu krāsu diapazonu. Labākajā gadījumā cilvēks var atšķirt līdz pat vairākiem simtiem vienas krāsas krāsu toņu. Tāpēc pārraides laikā dažus krāsu toņus var novērst, būtiski nezaudējot ekrānā redzamā krāsu attēla kvalitāti. To pašu var teikt par mutvārdu runas pārraidi pa sakaru kanālu, kura spektra augšējo frekvenci var ierobežot līdz 3400 Hz frekvencei, nezaudējot saņemtā ziņojuma nozīmi. Vēl viens ļoti vienkāršs piemērs - pieņemsim, ka informācija par induktivitātes I vērtībām, kapacitāti AR un rezonanses frekvences/oscilācijas ķēde. Šajā gadījumā uz kanālu ir iespējams pārsūtīt tikai divu lielumu vērtības, piemēram, induktivitāti un kapacitāti, un aprēķināt rezonanses frekvenci uztveršanas galā, izmantojot labi zināmu formulu.

Sākotnējās informācijas dublēšanas novēršana ļauj pārsūtīt vai saglabāt mazāk bitu. Informācijas teorijā K. Šenons pierādīja teorēmu (skat. zemāk), saskaņā ar kuru avotam bez liekuma plkst. R u (šeit AR - sakaru sistēmas kapacitāte), ir iespējams atrast kodēšanas-dekodēšanas metodi, kurā ir iespējams pārraidīt ziņojumus pa sakaru kanālu ar traucējumiem ar patvaļīgi mazu kļūdu. Redundances klātbūtne ziņojumā bieži ir noderīga un pat nepieciešama, jo tā ļauj atklāt un labot kļūdas, t.i. palielināt ziņojumu reproducēšanas uzticamību. Ja ziņojumu dublēšana netiek izmantota, lai uzlabotu pārraides uzticamību, tā ir jānovērš. Šim nolūkam tiek izmantota īpaša statistiskā kodēšana, un signāla dublēšana tiek samazināta attiecībā pret ziņojuma dublēšanu.

Universāls sakaru sistēmas rādītājs ir informācijas efektivitāte c, raksturojot kanāla jaudas izmantošanu r = RJC.

Ziņojuma nosūtīšanas savlaicīgumu nosaka pieņemamais kavēšanās, ko izraisa ziņojumu un signālu transformācija, kā arī ierobežotais signāla izplatīšanās laiks pa sakaru kanālu (izplatīšanās laiks ir īpaši jūtams satelītu sakaru sistēmās). Tas ir atkarīgs no diviem indikatoriem: kanāla rakstura un garuma un signāla apstrādes ilguma raidīšanas un uztveršanas ierīcēs. Informācijas pārraides ātrums un tā kavēšanās sakaru līnijās ir neatkarīgi raksturlielumi.

Sakaru kanālu, kā arī pārraidīto signālu raksturo trīs parametri: laiks Tk, kurā var pārraidīt informāciju pa kanālu, dinamiskais diapazons. D K un kanāla joslas platumu F K .

Jods kanāla dinamiskais diapazons saprast pieļaujamās signāla jaudas attiecību pret kanālā esošo traucējumu jaudu, kas izteikta decibelos.

Vispārīga komunikācijas kanāla īpašība ir tā jaudu(sējums)

Nepieciešams nosacījums netraucētai pārraidei pa signāla kanālu

Bieži vien primārā signāla pārvēršana augstfrekvences radiosignālā kalpo pārraidītā signāla saskaņošanai ar kanālu. Vienkāršākajā gadījumā signāls tiek saskaņots ar kanālu visos trīs parametros:

Ja šie nosacījumi ir izpildīti, pārraidītā signāla skaļums gandrīz pilnībā “iekļaujas” kanāla skaļumā.

Vairākos gadījumos nevienādību (1.2) var izpildīt pat tad, ja viena vai divas no nevienādībām (1.3) nav izpildītas. Tas nozīmē, ka jūs varat “mainīt” ilgumu pret spektrālo platumu vai spektrālo platumu dinamiskajam diapazonam utt. Apskatīsim piemēru.

Piemērs 1.1

Ļaujiet telefona signālu, kas ierakstīts magnetofonā ar spektra platumu 3,4 kHz, pārraidīt pa sakaru kanālu, kura joslas platums ir 340 Hz. To var izdarīt, atskaņojot signālu ar pieckārtīgu ātrumu, ar kādu tas tika ierakstīts. Šajā gadījumā visas sākotnējā signāla frekvences samazināsies piecas reizes, bet tikpat daudz palielināsies arī pārraides laiks. Saņemtais signāls tiek ierakstīts arī magnetofonā, un pēc tam, atskaņojot to pieckāršā ātrumā, var ar augstu precizitāti atjaunot sākotnējo signālu. Tāpat signālu var pārraidīt ātrāk, ja kanāla joslas platums ir plašāks par signāla spektru.

Tomēr vislielākā interese ir par iespēju apmainīt sakaru kanāla dinamisko diapazonu pret joslas platumu. Izrādās, ka, ieviešot impulsa koda modulācijas veidus (skat. 2. nodaļu), ir iespējams pārraidīt ziņojumu ar dinamisko diapazonu, piemēram, 60 dB pa kanālu, kurā signāls pārsniedz traucējumus tikai par 30. dB. Šajā gadījumā kanāla joslas platums tiek izmantots vairākas reizes plašāks par ziņojumu spektru.

3. lekcija

Faktori, kas nosaka ADSL savienojumu kvalitātes parametrus

ADSL kvalitātes parametrus ietekmējošie faktori

Mūsu pētījums par ADSL tehnoloģiju ir tīri praktisks un koncentrējas uz mērīšanas metožu izpēti.

Šī iemesla dēļ grāmatā mūs interesēs ne tik daudz ADSL sistēmu darbības principi, bet gan tie faktori, kas nosaka ADSL tīkla kvalitātes parametrus un galu galā arī tehnoloģijas tehnoloģiskos un komerciālos panākumus kopumā. .

Šajā nelielajā sadaļā, pamatojoties uz iepriekš minēto informāciju par ADSL tehnoloģiju, mēs mēģināsim identificēt faktorus, kas raksturo ADSL kvalitātes parametrus.

Lai izceltu mūs interesējošās faktoru grupas, atgriezīsimies pie att. 1.8.

Kā izriet no attēla, ADSL lietotāja savienojuma diagrammā ir trīs objekti: modems, DSLAM un abonentu pāra sadaļa.

Mūs mazāk interesē atsevišķi modema vai DSLAM parametri, nevis šo ierīču kā tehnoloģiskā pāra parametri.

Līdz ar to var izdalīt divas faktoru grupas, kas ietekmē ADSL kvalitātes parametrus.

Modema-DSLAM pāra ietekme. Abonentu kabeļu pāru parametru ietekme.

Izpētīsim šos faktorus atsevišķi.

Galapunktu un DSLAM ietekme

Iepriekš apskatītie modema-DSLAM pāra darbības principi parāda, ka šādu ierīču parametri var ietekmēt kopējos ADSL piekļuves kvalitātes parametrus. Šeit spēlē vairāki faktori.

ADSL tehnoloģija nodrošina DSLAM un modema parametru tehnoloģisko neatkarību, šīs ierīces var būt dažādu ražotāju. Jebkādām neatbilstībām modema-DSLAM pārī vajadzētu ietekmēt ADSL piekļuves kvalitāti.

Neatbilstības faktors “rokasspiediena” līmenī var izpausties faktā, ka modems un DSLAM var nenoteikt efektīvāko darbības un datu apmaiņas režīmu.

Savienojuma diagnostikas līmenī neatbilstības faktors var izraisīt nepareizus ekvalaizeru un atbalss slāpētāju iestatījumus, kas ietekmēs pārraides ātruma parametrus. Šeit var būt tikai vienas ierīces darbības traucējumu faktors.

Piemēram, atbalss slāpētāja iestatīšanas procedūra modemā var izrādīties nepareiza un var rasties pārkāpumi.

Var izraisīt līdzīgus traucējumus nepareizs darbs procedūras signāla līmeņa izlīdzināšanai DSLAM utt.

Tāpat problēmas var izraisīt neatbilstības kanālu diagnostikas līmenī. Šeit pārkāpumi kodēšanas shēmu sarunu procesā un jebkādas kļūmes SNR diagnostikas algoritmu darbībā var izraisīt ADSL savienojuma kvalitātes pasliktināšanos.

Raugoties nākotnē, mēs atzīmējam, ka visu uzskaitīto faktoru diagnostiku var veikt tikai sarežģītu ierīču pētījumu procesā, izmantojot atbilstības pārbaudes metodes. Šīs metodes ir pārāk sarežģītas un pārāk dārgas.

Parametru ietekme abonenta līnija

Visinteresantākais darbības faktors, kas tieši ietekmē ADSL kvalitātes parametrus, ir abonenta kabeļa pāra parametri.

Tā kā abonenta kabelis un tā parametri netiek ieviesti ar ADSL tehnoloģiju no ārpuses, bet jau ir pieejami operatoram tādā formā un stāvoklī, kādā tas dzīvoja pirms NGN ēras, tas satur vājāko ADSL tehnoloģiskās ķēdes elementu. Un, lai gan nav iespējams pielīdzināt kabeļu mērījumus ADSL mērījumiem, abonentu pāru mērījumi veido vairāk nekā 50% no visiem darbības mērījumiem ADSL ieviešanas sākumposmā.

Īsi apsvērsim, kādi abonenta līnijas parametri var būt būtiski ADSL kvalitātei. Katrs no uzskaitītajiem parametriem ir sniegts sīkāk 4. nodaļā.

Abonentu kabeļu pamatparametri

Sāksim ar vispārējiem (vai pamata) abonentu kabeļu parametriem. Tie ietver visus tos parametrus, kas vēsturiski ir izmantoti operatora kabeļu sistēmas sertifikācijai.

Var apgalvot, ka šī ir parametru un to analīzes metožu grupa, kas ir vienāda visiem abonenta kabeļiem, neskatoties uz to veidu un lietošanas metodi.

Patiešām, ja ir metāla kabelis, tad tam ir pretestības, kapacitātes, izolācijas parametri, un visi uzskaitītie parametri nav atkarīgi no mērķa, kādam kabelis ir likts. To var izmantot normālai lietošanai telefona saziņa, ADSL, radio sistēmai utt.

Un visām lietojumprogrammām ir nepieciešams noteikts parametru kopums, lai spriestu par abonentu pāra kvalitāti.

Tāpēc šādus parametrus sauc par pamata.

Abonentu pāra pamatparametri ir pilnībā aprakstīti normatīvajos dokumentos un ir labi zināmi.

Galvenie pamatparametri ietver:

tiešā/maiņstrāvas sprieguma klātbūtne līnijā; abonenta cilpas pretestība; abonenta cilpas izolācijas pretestība; abonenta cilpas kapacitāte un induktivitāte; līnijas kompleksā pretestība noteiktā frekvencē (līnijas pretestība); pāra simetrija omiskās pretestības izpratnē.

Uzskaitīto parametru vērtības nosaka abonentu pāra kvalitāti, un, pamatojoties uz to, mēs varam teikt, ka tie ir svarīgi ADSL kabeļu sertifikācijai.

Specializētie kabeļu parametri

Kā parādīts iepriekš, ADSL pārraides parametrus ietekmē ne tik daudz abonentu pāra pamatparametri, bet gan abonenta kabeļa kā 256DMT/QAM signālu pārraides kanāla parametri.

Šajā gadījumā svarīga parametru grupa ir tieši saistīta ar pārraides procedūru, kas ietver tādus parametrus kā signāla kropļojumi, signāla vājināšanās, dažāda veida trokšņi un ārējās ietekmes uz līniju.

Tā kā šī parametru grupa ir tieši saistīta ar ADSL kabeļa pielietojuma jomu, tos sauc par specializētiem.

Procesuāli specializētie parametri atšķiras no pamata parametriem ar to, ka jebkuri šo parametru mērījumi vienmēr ir balstīti uz līnijas frekvences pārbaudes metodēm.

Saskaņā ar šīm metodēm, lai diagnosticētu abonenta kabeli, jums jāizmanto specializēts testa signāls (trieciens) un jāanalizē šāda signāla pārejas kvalitāte pa līniju (atbilde).

Specializētās iespējas ietver:

kabeļa vājināšanās;

platjoslas troksnis un signāla-trokšņa attiecība (SNR); amplitūdas-frekvences reakcija (AFC); tuvā gala šķērsruna (NEXT); tālā gala šķērsruna (FEXT); impulsu troksnis; atmaksāt zaudējumus; pāra simetrija nevienmērīgu pārraides raksturlielumu nozīmē.

Nelīdzenumi kabelī

Trešais faktors, kas tieši ietekmē ADSL kvalitātes parametrus abonenta kabeļa līmenī, ir neviendabīgumu klātbūtne kabelī.

Jebkādas neviendabīgums abonenta kabelī negatīvi ietekmē pārraides parametrus.

Pārvades sistēmā notiekošo procesu ilustrācijai 3.1. attēlā parādīts paralēlais krāns, kas ir diezgan izplatīta parādība vietējā tīklā.

Gadījumā, ja platjoslas signāls tiek pārraidīts caur paralēlu pieskārienu, pārraidītais signāls vispirms tiek sazarots un pēc tam atspoguļots no nepārspējamā krāna gala.

Rezultātā uztvērēja pusē divi signāli - tiešie un atstarotie - tiek uzlikti viens otram, un atstaroto signālu var uzskatīt par troksni. Tā kā 3.1. attēlā redzamajā gadījumā trokšņa signālam ir tāda pati struktūra kā parastajam signālam, tā ietekme uz pārraides kvalitātes parametriem ir maksimāla.

Rīsi. 3.1. Paralēlā pieskaršanās un tās ietekme uz ADSL pārraides parametriem

Atstarotā signāla destruktīvās ietekmes līmenis būs tieši atkarīgs no atstarošanas līmeņa pie krāna. No signālu teorijas izriet, ka jo augstāka ir pārraidītā signāla frekvence, jo augstāks ir atstarošanas līmenis.

Tā rezultātā jebkura platjoslas pārraides sistēma ir ļoti jutīga pret kabeļa neviendabīgumu. ADSL gadījumā jutību pret neviendabīgumu nedaudz kompensē modema-DSLAM pāra adaptīvā pielāgošana, lai pieskārienu klātbūtne nenoliegtu pārraides iespēju.

Bet pieskāriena gadījumā ADSL pārraides ātrums strauji samazinās, kas ļauj iekārtu ražotājiem un sistēmu inženieriem izvirzīt prasības, lai ADSL kabelī nebūtu pieļaujama neviendabība.

Šķērsruna

Pārejošas vājināšanās jēdziens ir mazāk skaidrs no šī faktora izskata rakstura viedokļa, taču tas labāk atspoguļo mērīšanas metodi. Tāpēc praksē tiek izmantoti abi jēdzieni.

Ceturtais faktors, kas ietekmē ADSL pārraides parametrus kabelī, ir abonentu kabeļu savstarpējās ietekmes faktors.

Metodoloģiski savstarpējās ietekmes parametrus sauc par pārejošiem traucējumiem jeb pārejošu vājināšanos.

3.2.att. Crosstalk NEXT un FEXT

Ir divi pārejošu traucējumu parametri (3.2. att.).

tuvā gala savienojuma zudums (t.i., tuvā gala raidītāja ietekme uz tuvā gala uztvērēju); tālā gala šķērsruna (t.i., attālā raidītāja ietekme uz tuvākā gala uztvērēju).

Nomināli FEXT un NEXT attiecas uz kabeļu pāra specializētajiem parametriem. Bet šī parametra loma ir tik unikāla, ka tas prasa atsevišķu apsvērumu un izpēti.

Pietiek pateikt, ka, neskatoties uz jēdzienu NEXT un FEXT pastāvēšanu gadu desmitiem, nav vispārējas šo parametru mērīšanas metodikas, un NGN abonentu tīklu apstākļos to diez vai var uzbūvēt.

Piemēram, viena pāra savstarpēja ietekme uz otru potenciāli var pastāvēt, bet nekādā veidā neizpausties, kamēr viens pāris nodrošina telefoniju, bet otrs ADSL.

Bet, tiklīdz pievienosit jaunu ADSL abonentu, šī ietekme var “nogalināt” sakaru kvalitāti abos pāros.

Tas pats attiecas uz traucējumiem no ārējie avoti elektromagnētiskā radiācija- vispārīgā gadījumā nav iespējams paredzēt to izpausmi atsevišķā pārī.

Kā vissvarīgākos ADSL kvalitātes parametriem var identificēt šādus iespējamo šķērsrunu veidus.

ADSL abonenta ietekme uz citu ADSL abonentu. AM radiofrekvenču ietekme uz ADSL. Ārējo elektromagnētisko traucējumu ietekme. Ietekme no digitālajām pārraides sistēmām (E1, HDSL utt.).

ADSL iespējamā ietekme uz tradicionālās telefonijas kvalitāti ir apspriesta jau ilgu laiku. Šīs tēmas apspriešanas iemesls bija tradicionālās telefonijas abonentu sūdzības par sakaru kvalitātes pasliktināšanos ADSL masveida ieviešanas procesā.

Lai gan sadalītāju izmantošanas teorija izslēdz ADSL ietekmi uz telefonu tīklu, sūdzību statistika uzrādīja stabilu saistību starp ADSL ieviešanas līmeni un sūdzību skaitu.

Speciālie pētījumi ir parādījuši, ka starp telefonu tīklu un ADSL tiešām nav šķērsrunu, un sūdzības lielā mērā ir saistītas ar pašu operatoru aktivitātēm.

Lai nodrošinātu labākas kvalitātes ADSL pakalpojumus, operatori pārslēdza pārus, lai ADSL lietotājs saņemtu labākas kvalitātes pāri, bet parasts telefona abonents saņēma sliktāku pāri, kā rezultātā tika novērtēta ADSL negatīvā loma.

Starp citu, šis piemērs parāda, ka ADSL masveida ieviešanas procesā tīri tehniski faktori ir stipri sajaukti ar sociāliem, vēsturiskiem un administratīviem faktoriem. Kā parādīts 7. nodaļā, šis piemērsŠis nav vienīgais gadījums, kad izrādās sarežģīti nodalīt tehnoloģiju un citu procesu ietekmi operētājsistēmā.

Dažas ADSL lietojumprogrammas

Tagad, veicot vispārēju ADSL tehnoloģijas analīzi, pāriesim pie dažu iespēju apsvēršanas šīs tehnoloģijas izmantošanai NGN abonentu piekļuves tīklos.

Kā izriet no pašas NGN tīklu paradigmas, platjoslas abonentu piekļuves tīklu izveides galvenais mērķis ir nodrošināt lietotājiem maksimāli iespējamo datu pārraides joslas platumu. transporta tīkls. No tā ir atkarīgs lietotājam sniegto pakalpojumu klāsts, un NGN ieviešanas panākumi ir atkarīgi no jauno pakalpojumu ieviešanas efektivitātes, jo tieši viņu labā notiek jauna tehniskā revolūcija.

Tādējādi pakalpojumu tēma ir būtiska, lai izpētītu visus ar NGN saistītos jautājumus. Nav izņēmums ADSL tehnoloģija. Šajā sadaļā apskatīsim ADSL izmantošanas iespējas modernā tīklā, kam jāpapildina mūsu izpratne par šīs tehnoloģijas vietu mūsdienu sakaru sistēmā.

Individuāls savienojums

Vienkāršākais ADSL tehnoloģijas pielietojums ir individuāla platjoslas piekļuves izmantošana, lai sniegtu pakalpojumus individuālam lietotājam.

Neapšaubāma ADSL priekšrocība ir tā, ka tas piedāvā ļoti efektīva metode abonentu migrācija no telefonu tīkla uz NGN tīklu.

Atgādināsim, ka šim nolūkam ir nepieciešams tikai uzstādīt sadalītājus abos abonenta līnijas galos, tādējādi atdalot datu trafiku un telefona trafiku, un pēc tam pievienot ADSL modemu lietotāja pusē un DSLAM stacijas pusē.

3.3.att. Abonenta individuālā pieslēguma shēma

Šī migrācijas procesa rezultātā ADSL tehnoloģija kļūst individuāli orientēta. Tas ir paredzēts atsevišķiem tālruņu tīkla abonentiem un piedāvā tos savienot ar NGN tīklu par minimālām izmaksām. Attiecīgi ADSL visbiežāk tiek izmantots individuālā savienojuma režīmā (3.3. att.).

Kā parādīts attēlā, individuālā abonenta savienojuma gadījumā ar ADSL uzdevums ir nodrošināt platjoslas piekļuvi vienam lietotājam.

Piemēram, tas varētu būt abonenta dzīvoklis. Šajā gadījumā abonents tiek atstāts parastais tālrunis, savienots, izmantojot sadalītāju, un tiek pievienota platjoslas piekļuve NGN tīklam. Atkarībā no ADSL modema konfigurācijas un veida tas var būt USB interfeiss lai savienotu vienu datoru vai Ethernet, kuram var pieslēgt pat mājas lokālo tīklu. Savukārt apraides televīzijas signālu nodrošināšanai mājas lokālajā tīklā var uzstādīt datorus vai IPTV ierīces.

VoDSL tehnoloģija

Jauns lietojums saistībā ar tradicionālajiem ADSL pakalpojumiem ir saistīts ar balss pārraides tehnoloģiju attīstību pakeštīklos (Voice over IP, VoIP). Pašlaik VoIP ir kļuvis ļoti izplatīts. Kā piemēru var minēt Skype pakalpojumu, ko jau plaši izmanto vairāk nekā 5 miljoni abonentu visā pasaulē.

Ja pastāv balss datu pārraides iespēja, cita ADSL lietojumprogramma varētu būt VoIP pakalpojumu sniegšana. Šo pakalpojumu var saukt par balss pārraidi ADSL vai VoDSL.

Servisa shēma ir parādīta attēlā. 3.4. Lietotāja pusē ADSL modems ir pievienots ne tikai dators, bet arī VoIP tālrunis. Stacijas pusē pēc DSLAM ir uzstādīts piekļuves slēdzis (BRAS), kas piešķir VoIP trafiku un pārsūta to uz VoIP/PSTN telefona vārteju, lai VoIP trafiks tiktu pārvērsts parastā telefona trafikā un izietu uz publiskais tīkls.

Zvaniet" href="/text/category/koll/" rel="bookmark">kolektīvai ADSL lietošanai

Iepriekš apskatītajiem VoDSL pakalpojumiem ir vēl viena interesanta lietojumprogramma, proti, iespēja koplietot vienu ADSL savienojumu.

Kā parādīts iepriekš, mūsdienu VoIP tehnoloģijas ļauj instalēt ADSL lietotāja pusē Papildu tālrunis. Bet neviens neaizliedz viena tālruņa vietā pieslēgt vairākus VoIP telefonus un viena datora vietā izveidot lokālo tīklu (3.5. att.). Šajā gadījumā mēs iegūstam visu tīklu nelielam birojam vienā ADSL.

Šī pieeja ADSL izmantošanai sola lielu solījumu šai tehnoloģijai. Piemēram, mazs uzņēmums īrē jaunu biroju un tradicionāli uzdod sev jautājumu, kā nodrošināt komunikāciju ar ārpasauli. Ja biroja telpa iepriekš bija dzīvoklis, tad tajā ir tikai viens telefons. Un tad ADSL risinājums var nākt palīgā. Pietiek izveidot savienojumu ar vienu ADSL pāri, un birojā būs nepieciešamais tālruņu skaits un diezgan plata "caurule" uz internetu.

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

Att.3.6. Integrētais platjoslas piekļuves tīkls un ADSL vieta tajā

ATM adaptācijas līmenis ir AAL2, arī datu paketes tiek pārveidotas par ATM šūnu straumi (adaptācijas līmenis AAL5). Citiem vārdiem sakot, IAD veic uzdevumu multipleksēt runas un datu plūsmas virtuālajās shēmās (VC), lai pārraidītu pa DSL līniju, kā arī kalpo kā tilts vai satiksmes maršrutētājs. vietējie tīkli Ethernet, vienlaikus atbalstot pietiekamu skaitu balss savienojumu.

Jau tagad izmanto IAD, lai izveidotu korporatīvie tīkliļoti

populārs masveida ADSL ieviešanas projektu ietvaros Maskavā un Sanktpēterburgā. Attīstoties mazo un vidējo uzņēmumu un ADSL tīklu “internetizācijai”, piedāvātā lietošanas shēma turpinās atrast savus klientus.

Bibliogrāfija

1. Baklanov ADSL/ADSL2+: pielietojuma teorija un prakse.- M.: Metrotek, 2007.g.

Kontroles jautājumi

Uzskaitiet faktorus, kas ietekmē ADSL kvalitātes parametrus. Kā gala ierīces un DSLAM ietekmē ADSL kvalitātes parametrus? Uzskaitiet un aprakstiet abonenta kabeļa pamatparametrus. Uzskaitiet un aprakstiet specializētos kabeļu parametrus. Kā kabeļu neviendabīgums ietekmē ADSL. Kā paralēlā pieskāriens kabelī ietekmē ADSL pārraides parametrus? Aprakstiet terminus “šķērsstats un šķērsruna vājināšanās”. Uzzīmējiet pārejošu traucējumu rašanās diagrammu. Nosauciet un raksturojiet pārejošo traucējumu parametrus. Nosauc visvairāk svarīgi veidišķērsruna. Uzzīmējiet atsevišķa ADSL abonenta savienojuma diagrammu. Uzzīmējiet VoDSL pakalpojumu organizācijas diagrammu. Uzzīmējiet diagrammu kolektīvam savienojumam ar ADSL. Kas ir IAD un kādas funkcijas tas veic? Uzzīmējiet integrēto platjoslas piekļuves tīklu un ADSL vietu tajā