22033

Особенности передачи сигналов данных

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Качество передачи при этом оценивается не искажениями формы сигналов как в аналоговых системах а числом ошибок в принятой информации т. верностью передачи. В хороших модемах перед началом передачи информации вначале устанавливается связь между модемами которые автоматически обмениваясь сигналами подстраиваются под конкретную линию связи и автоматически выбирают необходимую скорость передачи а затем передают саму информацию.

Русский

2013-08-04

67 KB

11 чел.

Лекция №9

Особенности передачи сигналов данных

Под передачей данных (ПД) понимают область электросвязи, обеспечивающую передачу цифровой информации. Качество передачи при этом оценивается не искажениями формы сигналов, как в аналоговых системах, а числом ошибок в принятой информации, т.е. верностью передачи.

В настоящее время в большинстве случаев, из-за отсутствия специальных цифровых трактов приходится ПД осуществлять через ТЛФ и ТЛГ сети, т.е. с использованием аналоговых устройств и линий связи. Поэтому приходится цифровой сигнал при передаче преобразовывать в аналоговый и наоборот при приёме. Это осуществляется с помощью модемов. Модемы обеспечивают тщательное согласование параметров цифровых сигналов с аналоговыми трактами. В хороших модемах перед началом передачи информации вначале устанавливается связь между модемами, которые автоматически обмениваясь сигналами, подстраиваются под конкретную линию связи и автоматически выбирают необходимую скорость передачи, а затем передают саму информацию. При изменении условий в линии они автоматически могут менять эту скорость. Такие устройства (модемы) достаточно дорогие. И, в общем, ещё не обеспечивают необходимую степень достоверности ПД. Поэтому вводят ещё устройства повышения верности – устройства защиты от ошибок. Эти устройства вносят в последовательность цифровых данных избыточные символы. Это несколько снижает скорость передачи, но позволяет обнаруживать и исправлять ошибки, возникающие в тракте передачи.

Всё существенно упрощается при применении специальных цифровых систем связи, использующих цифровую аппаратуру. В этом случае отпадает необходимость в АЦ и ЦА преобразованиях, значит и не нужны модемы, ибо и на передаче, и на приёме информация используется в цифровом виде. Нужны лишь преобразования в виде кодирования для оптимизации спектра исходного сигнала с полосой пропускаемых частот линией связи. В цифровых системах нет аналоговых промежуточных усилителей, есть только регенераторы. В таких системах можно передавать и сами цифровые исходные сигналы, но они могут быть широкополосными. Целесообразнее бывает передавать стробированные значения цифровых импульсов, т.е. осуществлять цифровую модуляцию стробирующих импульсов, или передавать кодовые посылки логического «0» исходной информации или логической «1» указывая моменты и направления их взаимного перехода. В этом случае можно, например, передавать не импульс логической «1» (он может быть долгим по длительности), а только короткий код этого состояния и далее ничего не передавать пока не сменится состояние этой «1». А в эти паузы можно передавать другую информацию – т.е. уплотнять.

Эффективность и качество передачи двоичных сигналов по цифровым трактам оценивается следующими показателями:

Скорость модуляции: определяет максимальное число элементов двоичного канала, которое можно передать в течение одной секунды

, Бод, - длительность единичного элемента (100 – 120 Бод)

при манипуляции – скорость манипуляции.

Коэффициент использования пропускной способности цифрового тракта:               ; Вмах – скорость модуляции информации

                                     ВЛ – скорость модуляции в линейном тракте.

        Чем ближе к Вмах – тем больше краевых искажений сигнала. Обычно

Вномин  0,5 Вмах и < ВЛ .

Коэффициент ошибок: отношение числа элементов, принятых с ошибкой (или знаков, блоков) к числу всех переданных элементов. Величина этого коэффициента определяет верность передачи. В современных системах КОШ = 10-6 - 10-12 .

Коэффициент размножения ошибок: ; Рдв – вероятность ошибки двоичного сигнала; РЛ – вероятность ошибки для линейного сигнала.

Коэффициент краевых искажений: относительная величина расхождения между моментами переходов «1» и «0» в исходном двоичном сигнале и в сигнале, восстановленном на приёмном конце, т.е. искажения в процессе обработки моментов переходов.

Способы передачи цифровых сигналов

В принципе возможны следующие способы:

  1.  Чисто цифровые СП. В линии только регенераторы.
  2.  Гибридные: в линии есть и усилители, и регенераторы.
  3.  По аналоговым трактам, в которых цифровой сигнал передаётся вне рабочей полосы АСП с ЧРК. Аналоговые усилители, как правило, достаточно широкополосны для этого.
  4.  По аналоговым трактам. Часть аналоговых каналов в пределах рабочей полосы линии связи отдаются под цифровой сигнал.

Первый способ – лучший. При втором способе через несколько регенеративных участков устанавливается усилитель, что позволяет увеличить длину усилительных участков. Для цифровых сигналов регенераторы довольно дорогие, а усилители дешевле, т.к. нет жёстких требований к АЧХ (по сравнению с АСП с ЧРК).

Третий способ также используется на практике, но он менее эффективен, т.к. «лишней» полосы частот в линейном тракте мало. Так, при передаче цифрового сигнала по тракту  системы К – 2700 вне полосы аналогового сигнала эффективность использования системы повышается лишь на 1%. Важнее то, что по аналоговому тракту можно при необходимости передавать цифровой сигнал.

Четвёртый способ используется только при необходимости передать вместо аналоговых сигналов цифровой. Эффективность использования линии несколько снижается, т.к. цифровой канал требует несколько большей полосы частот, чем аналоговый канал.

Общие сетевые требования к ЦСП.

Ситуация в нашей стране такова, что большая часть линий связи до 2005 года ещё будет аналоговой. Предстоит длительный путь постепенного перехода к цифровым линиям связи. Поэтому и пока будет использоваться разнородная аппаратура для преобразования аналоговых сигналов в цифровую и наоборот, да ещё многократно и с необходимостью усиления и коррекции.

Для того, чтобы в этих условиях обеспечивать заданные характеристики каналов и трактов принципы проектирования АСП и ЦСП должны быть совместимыми, а стыки должны иметь строго оговоренные стандартизованные свойства (интерфейсы).

В АСП есть стандартизованный основной телефонный канал (канал ТЧ). Подобно этому в ЦСП есть основной цифровой канал (ОЦК). В ЦСП есть основное понятие – скорость передачи в бит/с (редко Бод).

Для ОЦК f = (0,33,4 кГц)+fзащ = 4 кГц.   4 кГц × 2 × 8 бит = 64 кбит/с

Итак, для ОЦК скорость передачи 64 кбит/с (15010-6 )

При уплотнении каналов:

Субпервичный канал: 480 (15010-6 ) кбит/с

Первичный канал: 2048 (13010-6 ) кбит/с

Вторичный канал: 8448 (12010-6 ) кбит/с

Третичный канал: 34368 (12010-6 ) кбит/с

Четверичный канал: 139264 (11510-6 ) кбит/с

Для возможностей соединения цифровых каналов и групповых трактов при организации транзитов, ответвлений, переключений и для подключения к какому-либо оборудованию должны обеспечиваться требования к стыкам. Эти требования унифицированы для общепринятых скоростей передачи.

Например, сетевой стык ОЦК предусматривает обмен тремя видами синфазных сигналов: ИНФОРМАЦИОННЫМИ (ИС), ТАКТОВЫМИ (ТС) и ОКТЕТНЫМИ (ОС) (в ОЦК для разделения 8-ми разрядных символов) в соответствующих сочетаниях и для конкретных схем включения. Для других (не ОЦК) сетевых стыков предусматривается обмен лишь ИС и ТС.

В качестве стыковых используют такие виды сигналов:

  •  относительный биимпульсный сигнал (ОБС) («1» и «0» передаются со сменой состояния в середине тактового интервала. «1» передаётся сменой состояния предыдущего интервала, а «0» без смены состояния.) используется для стыков ОЦК и СЦК (субпервичный ЦК)
  •  код с высокой плотностью единиц (КВП-3) (HDB-3) – для первичного, вторичного и третичного сетевых стыков
  •  двухуровневый код с инверсией посылок (CMI – Coded Mark Inversion) для четвертичного стыка.

Параметры сетевых стыков должны соответствовать рекомендациям МККТТ.

цифровой

тракт

Скорость пе-редачи отно-сит.нестаб. кбит/с

номинальное сопро-тив,Ом

Амплит.имп. В

tимп ,нс

код

Затуха-ние ли-нии, дБ

Первичн.

2048 (13010-6 )

120-симм

3

244

ЧПИ

06

Вторичн.

8448 (12010-6 )

75-коакс

2,37

59

ЧПИ или КВП-2

06

Третичн.

34368 (12010-6 )

75-коакс

1

14,55

КВП-3 или КВП-2

012

четвертичн

139264 (11510-6 )

75-несимм

1

7,18 или 3,59

CMI

012

Значения затуханий в соединительных линиях определяются на полутактовой частоте  .

Рекомендации МККТТ существуют только для первичных, вторичных и третичных групповых трактов. Четвертичная не регламентируется.

Форма номинальных импульсов в стыках – прямоугольная. На форму импульсов по рекомендации МККТТ существует шаблон .

Для формирования параметров цифровых сигналов и трактов используют номинальные цепи – цепи определенной длины с определённым количеством оконечного и промежуточного оборудования. Максимальное число транзитов оговаривается только в линиях с АЦП и ЦАП преобразованиями. В чисто цифровых линиях ухудшения сигнала нет, и поэтому число транзитов не оговаривается. Номинальные цепи основного канала ТЧ и ОЦК должны быть одинаковыми.

Максимальная протяжённость ОЦК – 13900 км при 10 транзитах (4 – на магистральной сети; 2 – на внутризоновой; 4 – на местной сети).

Максимальное число транзитов групповых трактов в магистральной сети 49 (но не более 15 на первичн., вторичн. и третичн. групповых трактах).

Международное соединение может быть длиной до 27500 км.

При проектировании цифровых трактов обычно стремятся обеспечить Рош = 10-6. При протяжённых трактах, например, международных (длиной до 27500 км) на различных участках требования к Рош разные, чтобы в целом  обеспечить не хуже 10-6. Для национальных участков принимают Рош = 0.410-6 и равномерно распределяют эту норму по участкам цепи. При этом Рмагистр = Рвн.зон. = Рместн = Рабон = 10-7. Тогда нормированные значения вероятности ошибок в расчёте на 1 км линии будет Рмаг.1 = 10-7 / 10000 = 10-11; Рвз.1 = 10-7 / 600 = 1,0710-10; Рм.1 = 10-7 / 100 = 10-9. Исходя из этих величин нормированных вероятностей ошибок на 1 км, предъявляются требования к линейным регенераторам на участках цепи. (Рекомендация МККТТ G.821). Эта рекомендация довольно сложным образом регламентирует процесс измерений качества каналов связи. На практике чаще всего пользуются величиной КОШ (BER). 

В нашей стране по качеству разделяют участки высшего класса (магистральные, 40% ошибок), среднего класса (внутризоновые, 20% ошибок), низшего класса (местн.(7,5%) и абонент.(7,5%)).

Международная градация по рек. G.821 МККТТ

А – низш.; Б – средн.; В – высш..

Рош

Среднее время между двумя ошибками

10-2

0,012 с

10-4

1,2 с

10-6

2 мин

10-8

3 часа

10-10

14 дней

10-12

4 года


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

50443. Синтез линейно-параметрических моделей детерминированных процессов 87 KB
  Пусть gt непрерывный по времени детерминированный процесс заданный своим аналитическим выражение и его изображение по Лапласу где характеристический многочлен его дифференциальной модели. Введение “n†новых переменных величин по правилу i=11n приводит к совокупной системе уравнений для Выражения 5 и 6 определяют структуру полученной дифференциальной динамической модели детерминированного процесса gt: система уравнений 5 представляет собой динамический блок формирования...
50444. Моделирование стационарных случайных процессов 231 KB
  Получение реализации стационарного случайного процесса с заданными вероятностными свойствами основано на линейном преобразовании случайной функции. Вычисление ковариационной функции выходного процесса приводит к цепочке равенств 3 учитывая что получим следующее выражение: 4 По определению дисперсия выходного сигнала равна: 5 Из выражения 5 следует что для вычисления дисперсии выходного сигнала знания дисперсии входного сигнала недостаточно а необходимо располагать его ковариационной...
50445. Статистические модели сигналов в линейных системах 527 KB
  Пусть случайный стационарный процесс заданный своим математическим ожиданием 1 и ковариационной функцией 2 поступает на вход стационарной линейной системы с весовой функцией . Соотношение входвыход в установившемся режиме равно = 3 Из выражения 3 следует что математическое ожидание сигнала на выходе системы . 4...
50446. Статистические модели сигналов в линейных системах 5.07 MB
  Пусть стационарный случайный процесс заданный своим математическим ожиданием 1 и ковариационной функцией 2 поступает на вход стационарной линейной системы с весовой функцией . Ковариационная функция сигнала на выходе системы описывается выражением ....
50447. Изучение распределения Гаусса и двумерного распределения Максвелла на механической модели 72.5 KB
  Тема: Изучение распределения Гаусса и двумерного распределения Максвелла на механической модели. Для подобного рода вычислений необходимо знать закон или функцию распределения. Закон нормального распределения имеет вид 1.На рисунке 1 показан график распределения Гаусса; на нём представлены две кривые с разными мерами точности причём h1 h2.
50448. Определение коэффициента внутреннего трения жидкостей капилярным вискозиметром 55 KB
  Если по трубке течёт установившийся поток жидкости или газа то отдельные части потока движутся вдоль плавных линий тока форма которых определяется стенками трубки.При уве личении скорости потока даже в прямой трубке линии тока начинают закручиваться в виде вих рей или водоворотов и начинается энергичное перемешивание жидкости. Было установленно что характер течения жидкости зависит от значения безразмерной величи ны Reкоторая называется числом Рейнольда 1.В данной работе он определяется...
50449. ДАТЧИК ДАВЛЕHИЯ МТ100 1.08 MB
  УСТРОЙСТВО И РАБОТА ДАТЧИКОВ ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ДАТЧИКОВ СХЕМА СОСТАВЛЕHИЯ УСЛОВHОГО ОБОЗHАЧЕHИЯ ДАТЧИКОВ ОБОЗHАЧЕHИЕ ИСПОЛHЕHИЙ ДАТЧИКОВ ПО МАТЕРИАЛАМКОHТАКТИРУЮЩИМ С ИЗМЕРЯЕМОЙ СРЕДОЙ
50450. Программирование на языке высокого уровня. Методические указания 105.5 KB
  Операторы языка Си управляют процессом выполнения программы. Набор операторов языка Си содержит все управляющие конструкции структурного программирования. В теле некоторых составных операторов языка Си могут содержаться другие операторы. Составной оператор ограничивается фигурными скобками все другие операторы заканчиваются точкой с запятой.
50451. Базовые инструменты программы Adobe Photoshop 159.5 KB
  Выбор цвета и заливка В блоке инструментов найдите инструмент Foreground color Bckground color Выберите основной цвет Выберите фоновый цвет; он выглядит так: При щелчке по верхнему квадрату раскрывается окно выбора цвета рисующих инструментов: кистей заливок фигур и др. Окна однотипны цвета в них можно выбрать несколькими способами. 2 Нажав кнопку Custom Библиотеки цветов выбрав одну из Библиотек Book а в ней нужный образец цвета.