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

80063. Презентація проекту «Стежками рідного краю» 77.5 KB
  Мета: активізувати і поширити набуті під час екскурсій знання учнів про рідний край; розвивати інтелект та творчу уяву; формувати громадянські, комунікативні, історико-культурні та соціокультурні компетентності. Обладнання: мультимедійний екран, комп’ютер, мольберти, ватмани.
80064. Ритмічна вправа. Музичні ігри 121.5 KB
  Розвивати координацію рухів; відчуття ритму і такту; увагу, пам’ять; гнучкість і пластичність. Виховувати естетичні почуття, прищеплювати любов до всього красивого, витонченого. Обладнання: магнітофон, касетний запис з дитячими піснями, м’ячі.
80065. Погано одному (урок–спілкування). Вступ: Поняття про риторику як науку 98 KB
  Ознайомити учнів з поняттям «спілкування»; пояснити, що мовлення є найважнішим засобом спілкування, обміну думками і почуттями між людьми. Дати уявлення про риторику, як науку. Розвивати мовлення учнів, формувати вміння висловлювати власну думку.
80066. Перевір себе. Чого ми навчились? Чого навчає наука риторика? 86.5 KB
  Привітання гостей Учитель: Діти сьогодні до нас на урок завітали гості. Поверніться будь ласка обличчям до гостей щоб привітатися віршове привітання Учитель: Треба всім нам привітатись Учні: Добрий день Учитель: Дружно весело сказати Учні: Добрий день Учитель: Вліво вправо повернулись...
80067. Демосфенові поради 38 KB
  Мета. Познайомити дітей з новим навчальним предметом - риторикою, з історією виникнення риторики, порадами Демосфена, розвивати усне мовлення учнів, виховувати почуття ввічливості. Обладнання: малюнок із зображенням Риторинки на Демосфена, лялька - Риторинка, посібник «Риторика», зошит.
80068. Різдвяні зустрічі 94 KB
  Мета: на кращих зразках творів світової літератури, музики та народної творчості вчити учнів читати мовою оригіналу; розвивати навики виразного читання, акторські здібності, вміння працювати в команді; виховувати любов до мистецтва, гарний смак.
80069. Від Різдва до Водохреща 69.5 KB
  Мета: знайомити учнів з традиціями, звичаями та обрядами українського народу, що пов’язані Різдвяно-новорічними святами; розвивати акторські здібності учнів, уміння виразно читати поетичні та прозові твори; виховувати повагу до традицій нашого народу, милосердя, почуття прекрасного.
80070. ROAD SAFETY 49 KB
  It is a traffic-light. You can see it at the cross-roads in the big cities. Look. It has three colours: red, yellow and green. If you see a red colour you must stop. If you see a yellow colour you must wait. If you see a green colour you can cross the street.
80071. Классный час «Я – ребенок, я – личность» 49.5 KB
  Не скучайте не зевайте ничего не упускайте ученик в костюме скомороха Добрый день уважаемые гости Собрались мы сегодня поговорить о личности. Каждому из нас шестиклассников очень хорошо знакомо чувство обиды. Иногда кажется что тебя не понимают с твоим мнением не считаются забывают что ты личность