Пока еще абонентские линии в большинстве случаев двухпроводные. Во многих случаях имеются двухпроводные соединительные линии. Цифровые и аналоговые системы передачи, как правило, применяют четырехпроводные физические линии. Поэтому одна из задач состоит в переходе от двухпроводной линии к четырехпроводной. Схема, включаемая в линию и выполняющая такой переход, называется дифференциальной системой (hybrid). Это устройство (рис 2.1) в виде трансформатора (или группы трансформаторов), имеющего три отвода. В первый из них включается цепь, поступающая от цепей передачи. Во второй включается цепь, поступающая от цепей приема. В третью — балансные цепи. Принцип работы дифференциальной системы. Сигналы из цепей приема поступают в двухпроводную линию, а из нее — в цепь передачи с помощью трансформаторной связи. Информация, передаваемая в двухпроводную линию, может пройти в цепь приема четырехпроводной линии, как это показано пунктирной линией на рис. 2.1 . Для того чтобы этого не произошло, установлена третья обмотка (В), которая наводит в цепи приема четырехпроходной линии ток, обратный и равный по величине току передатчика четырехпроходной линии. Балансные цепи, предназначаются для того, чтобы установить нужные параметры этого тока. Балансный контур содержит активные (резисторы) и реактивные составляющие (емкостную и индуктивную). Его комплексное сопротивление должно быть согласовано с сопротивлением абонентской линии. Поскольку сопротивление линий изменяется, особенно если эта линия подключается к дифференциальной системе с помощью систем коммутации, такое сопротивление не может поддерживаться точно. В настоящее время в балансных схемах применяются управляемые (адаптируемые) цепи с комплексным сопротивлением, которое регулируется (управляется цифровым сигнальным процессором) с помощью программы. Надо отметить, что дифференциальные системы могут вносить дополнительное затухание и могут препятствовать высокоскоростной передаче. Поэтому в большинстве систем коммутации приняты меры по передаче, приему и выполнению сигналов отключения дифференциальной системы. Например, передача сигнала "отключение дифференциальной системы" с помощью частоты 2100 Гц.
(рис 2.1) Принцип работы дифференциальной системы
Основная проблема заключается в том, что при работе дифференциальной схемы возможен переход информации с цепей передачи на цепь приема, как это показано на рисунке пунктирной линией. Такой переход вызывает у абонента эффект эха. В линии, при наличии усилителей, это может привести к генерации. Информация, поступившая в цепь приема, может, пройдя усилитель, снова поступить в цепь передачи, что приведет, как принято говорить, к возбуждению всей системы передачи. Поэтому имеется третий трансформатор, задача которого - порождать в трансформаторе передачи компенсационный ток (текущий в обратном направлении и равный по величине току, поступившему от приемника). Чтобы этот ток можно было регулировать, применяется балансный контур, комплексное сопротивление которого регулируется в зависимости от параметров абонентской линии. В цифровых системах для улучшения качества тракта применяется цифровая схема эхо - компенсации (см. рис. 2.2 ). Явление "эхо" заключается в поступлении в приемник сигнала передатчика. Это может порождаться не только несовершенством дифференциальной системы, но и многими другими причинами (рассогласованием входных сопротивлений на разных участках передачи, эффектом отражения сигнала на длинной линии и т.п).
Эхо-компенсация основывается на том, что обратный сигнал, повторяющий прямой, приходит с некоторым запаздыванием. Ее принцип заключается в том, что передаваемая в линию информация через цепь задержки передается в сумматор, стоящий в цепи приема. Там она вычитается (алгебраически суммируется) из принимаемого потока. Задержка и параметры сигнала выбираются таким образом, чтобы при вычитании уничтожить сигналы, перешедшие из собственной цепи передачи.
(рис 2.2) Структурная схема двухпроводной линии с эхокомпенсатором
Метод эхоподавления основан на том, что при передаче информации закрывается (ослабляется) цепь собственного приема. При эхоподавлении может происходить ухудшение качества связи в момент, когда оба абонента активны, а тракт приема одного из них заблокирован. Принцип действия эхоподавителя показан на рис. 2.3. Устройство для подавления эхосигнала основано на автоматической блокировке приема на время передачи. Для этого существуют два устройства: первое следит за активностью абонента A, второе — за активностью абонента Б. Активность Б определяется тем, что уровень сигнала в приемной цепи выше, чем уровень сигнала в передающей цепи.
(рис 2.3) Структурная схема двухпроводной линии с эхоподавителем
Прямое затухание — это интегральный показатель качества передающей среды. Затухание показывает уменьшение мощности сигнала в результате его прохождения через среду передачи. Количественно оно выражается отношением значения мощности на выходе $$P_{вых}$$ к мощности на входе $$Р_{вх}$$:
$$b=\frac{P_{вых}}{P_{вх}}$$Наиболее распространено представление затухания в виде логарифмического отношения, единица которого называется децибел (дБ).
$$b_{дБ}=10\log\frac{P_{вых}}{P_{вх}}$$Обычно мощность согласно этой формуле определяется относительно 1 мВт. На практике удобно измерять не мощность, а напряжение, которое подается на входное сопротивление линии. В этом случае затухание определяется относительно напряжения $$ U = 0,775 В$$. Затухание тогда определяется по формуле
$$b_{дБ}=20\log\frac{U_{вых}}{U_{вх}}$$Измерение затухания можно также проводить с помощью измерения тока. Тогда затухание определяется относительно величины $$I = 1,29 мкА$$ по формуле
$$b_{дБ}=20\log\frac{I_{вых}}{I_{вх}}$$В официальных документах, например нормах МСЭ-Т, начальным уровнем передачи считается 0 дБ, т.е. входная мощность равна 1 мВт. Эта единица измерения обозначается дБм (мощность в децибелах, отсчитываемая относительно 1 милливатта). Однако в реальной системе передачи входной сигнал редко совпадает с этим значением мощности. Уровень входного сигнала диктуется типом оборудования, типом и протяженностью линии. Поэтому во всех странах принято измерять затухание системы передачи относительно . Под относительное изменение мощности передачи сигнала, при распространении его на единицу расстояния, выраженное в км.
(рис 2.4) Частотная характеристика коэффициента затухания для кабеля ТП с диаметром жилы 0,4 мм
На рис. 2.5 показана зависимость коэффициента затухания от частоты высокочастотного кабеля марки МКС (Многопарные Симметричные Кабели) 1X4 в алюминиевой оболочке с диаметром жилы 1,2 мм. Она приведена, чтобы показать характер поведения затухания при увеличении частоты и отметить, что кабельные пары способны поддерживать гораздо более высокие частоты, чем требует речевой тракт (примерно 3,4 КГц).
(рис 2.5) Частотная характеристика высокочастотного кабеля марки МКС (Многопарные Симметричные Кабели) 1X4 в алюминиевой оболочке с диаметром жилы 1,2 мм
Максимальное затухание между двумя телефонными аппаратами на городской телефонной сети должно быть не более 28 дБр (децибел-разность). В данном случае все величины затухания показаны от уровня предыдущей точки. При этом затухание абонентских линий (АЛ) не должно превышать 4,5 дБ для кабеля с диаметром жил 0,32 и 3,5 дБ для жил с большим диаметром.
Затухание станционного четырехполюсника не должно превышать 1 дБ на РАТС (районных АТС) и 0,5 на узловых станциях (исходящего УИС или входящего сообщения — УВС).
.
(рис 2.6) Распределение затухания на городской телефонной сети
Переходное затухание — величина, которая характеризует относительное количество энергии, переходящей вследствие электромагнитной связи из одной цепи в другую; выражается в децибелах. Так же как обычное затухание, оно измеряется отношением мощности на выходе к мощности на входе. Но в данном случае входным является мощность полезного сигнала одной цепи, выходным — мощность этого же сигнала в соседней цепи. Этот эффект обязательно имеет место между соседними цепями (жилами кабеля, проводами воздушной линии). Он может порождаться переходами сигналов из приемника в передатчик, а также при преобразовании четырехпроводной линии в двухпроводную и обратным преобразованием.
Различаются переходное затухание:
Для уменьшения влияния переходного затухания применяются кабели с витыми (скрученными) парами. Это многожильные кабели, у которых жилы скручены по парам или четверкам. Принцип борьбы с помехами переходного затухания заключается в том, что при скрутке провода, влияющие на отдельные участки кабеля, наводят электромагнитную энергию, равную по амплитуде и противоположную по направлению, как это показано на рис.2.7. При идеально сбалансированной скрутке (равный шаг скрутки, идеальная симметрия проводов) переходное затухание равно нулю.
(рис 2.7) Метод устранения помех с помощью "скрещивания" проводов например, применение в одном помещении электромеханических и электронных систем. В современных системах, применяющих абонентские устройства передачи данных, большое значение имеет показатель коэффициент импульсных помех
Коэффициент импульсных помех служит для цифровой оценки состояния линии, он указывает количество ошибок на определенное число переданных битов. Нормальным считается коэффициент ошибок $$10^{-6}$$ — это означает, что на $$10^6$$ битов в канале появляется одна помеха, которая может привести к ошибке. Минимально приемлемая величина коэффициента ошибок (допускается обычно при применении радиотракта) составляет $$10^{-3}$$. Величина $$10^{-6}$$считается хорошей. Следует учитывать, что эти показатели условны. Они измеряются за определенный интервал времени, например, за час. Но в реальности в течение каждого интервала они распределяются неравномерно и могут приходить концентрированно (пачкой). Поэтому иногда вводят коэффициент "пачечности" (концентрации ошибок), который показывает отношение количества ошибок, полученных в данном интервале времени, к ожидаемому среднему по всем интервалам. Для преодоления ошибок применяются различные алгоритмы, которые будут рассмотрены далее. Помехи ухудшают качество приема речи, а при передаче данных могут привести к неверному их принятию или задержкам, замедляющим реальную скорость обмена данными (скорость модема). Наибольшие проблемы возникают при ухудшении этого коэффициента и при контроле качества канала со стороны передающих или принимающих устройств. Если эти устройства настроены на отключение канала при превышении ошибки, то при случайных возмущениях в сети часто происходит полное отключение станции. Поэтому при автоматическом контроле этого параметра необходимо оставлять возможность регулировки порога.
Стандартный уровень шума, относительно которого измеряются помехи, равен 1 пВт или 10-12 Вт. Это равняется принятому акустическому порогу слышимости (см. раздел 1.1 в части "Акустические свойства человеческого уха"). В относительных единицах дБм (децибел-милливатт, мощность, отсчитываемая относительно одного милливатта) это составляет -90 дБм. Мощность, измеряемая относительно эталона 1 пВт, называется эталонной и обозначается в дБэт. Мощность, указанная в дБэт, показывает, насколько уровень шума превышает эталонный. Иначе
$$b_{дБм}=b_{дБэт}-90_{дБм}$$Уровень 20 дБэт равен 70 дБм, т.е. уровню, измеренному относительно одного децибела. И наоборот,
$$b_{дБм}=b_{дБэт}+90_{дБм}$$Однако, акустическое восприятие человеком звука зависит от частоты. Эта чувствительность изображается диаграммой слуха и имеет максимум на частоте 1000 Гц. Поэтому при измерении мощность шума усредняют (взвешивают) в соответствии с псофометрической кривой, учитывающей уровень слышимости в соответствии с чувствительностью человеческого уха. Приблизительно эта величина составляет 0,562от мощности шума, измеренной в пВт. Эта мощность называется псофометрической мощностью и обозначается пВтп. Поэтому мощность, выражаемая в дБм, легко пересчитывается в дБп (децибелы псофометрические). Если сигнал шума имеет мощность P, то затухание, выраженное в дБм, равно
$$ b_{дБм}=\lg\frac{P}{10^{-3}}$$а затухание, выраженное в дБп,
$$ b_{дБп}=10\(\lg\frac{0,562P}{10^{-3}}=b_{ддБ}+\lg 0,562дБ\)\\ b_{дБп}=b_{дБм}-2,5дБ\)$$Учитывая, что эталонный уровень
$$b_{дБм}=b_{дБэт}+90дБм,\qquad то\\ b_{дБм}=b_{дБп}+87,5дБм\\$$Для полноты изложения отметим, что в Северной Америке принято учитывать частотную зависимость восприятия звука с помощью C взвешивания. Кривая восприятия звука определяется путем измерения чувствительности на различных типах телефонных аппаратов (не менее 500). В этом случае диаграмма восприятия звука несколько отличается от псофометрической. Приблизительно эта величина
$$b_{дБм}=b_{дБC}+88дБ$$Задержка передачи информации (запаздывание) измеряется временем между поступлением сигнала на вход системы передачи и появлением его на выходе. На это время влияют: параметры линии, параметры аппаратуры, быстродействие и алгоритмы обработки. Задержка информации приводит к наличию эффекта эха при передаче речи. А фазовые задержки могут привести к ошибкам в передаче данных или к уменьшению скорости передачи за счет времени, необходимого для исправления ошибок.
Для использования существующей абонентской кабельной сети с целью передачи интегральной информации следует упомянуть еще одно решение, применяемое на абонентском участке в целях увеличения дальности передачи информации в речевом диапазоне — это пупиновские катушки. Известно, что высокие частоты спектра речи подвержены затуханию больше, чем низкие. Это определяется преимущественно емкостным характером абонентской линии. Зависимость затухания от частоты приводит к искажениям речевого сигнала, которые называются "амплитудными искажениями". В существующих сетях получило распространение введение искусственной индуктивности, которая ослабляет емкостный характер. Эти устройства получили название "пупиновские катушки" (по имени их изобретателя, словацкого ученого Пупина). Эти катушки используются на длинных межстанционных и абонентских сельских линиях. Улучшая параметры речи, они препятствуют расширению частотного диапазона (например, для услуг, требующих широкой полосы частот) .
Существует три категории отводов абонентской линии в распределительной или магистральной сети. Первый — отвод для подключения резервного оборудования (jumping-off). Он используется в качестве резервной линии для подключения телефонного аппарата в другое место (например, дополнительная розетка). Большую часть времени он находится в состоянии, когда к нему не подключена аппаратура. Отвод для перехвата информации (taping) подразумевает включение оборудования, которое само активно принимает информацию. Если использование кабельных отводов и допустимо в аналоговых телефонных сетях, обычно такие отводы оказывают серьезное воздействие на работу цифровых систем передачи. Цифровой сигнал, передаваемый по кабелю абоненту, попадает также и в каждый кабельный отвод. Отраженный от конца такого отвода сигнал накладывается на исходный сигнал, подаваемый абоненту, что приводит к значительному увеличению числа ошибок. К цифровому абонентскому тракту не должно быть подключено телефонное оборудование.
Еще один тип отвода — неиспользуемая пара (bridged
Качество обслуживания телефонных вызовов на сети определяется вероятностью потерь (отказов в обслуживании) из-за отсутствия свободных и доступных коммутационных приборов или каналов. Определению всех понятий и расчету потерь посвящена большая область теоретических исследований. Для детального рассмотрения этих вопросов рекомендуются книги , , , . Кратко приведем нормы на обслуживание.
Имеются потери двух типов — явные потери и потери по ожиданию. В первом случае при отсутствии свободных путей или каналов заявка снимается с обслуживания, во втором случае — ставится на ожидание.Она снимается с обслуживания, если время ожидания превышает заранее заданную величину. Суммарные потери любого типа от абонента до абонента не должны превышать:
Эти потери следует разделять на станционные и линейные. Поскольку стоимость линейных сооружений больше стоимости станционной аппаратуры, для станций устанавливаются нормы небольшой величины, а оставшаяся часть приходится на потери из-за отсутствия линий и каналов. Для станций существуют следующие нормы:
В конце отметим, что норма потерь очень отражается на
Рассмотренные выше показатели потери характеризуют только одну сторону услуги передачи речи. В современных сетях телекоммуникаций применяется характеристика , . Трафик реального времени включает в себя аудио- и видеоинформацию, критичную к задержкам при передаче. Обычно качество характеризуется явными потерями. Допустимые значения задержек обычно не превышают 0,1 с(сюда входит время на обработку пакетов конечной станцией). Кроме того, задержка должна иметь малые флуктуации (с ними связан эффект "дрожания"). При сжатии информации трафик данной категории становится очень чувствительным к ошибкам при передаче, а из-за жестких требований к задержкам при передаче потоков в режиме реального времени возникающие ошибки не могут быть исправлены с помощью повторной посылки. Трафик транзакций (интерактивный). При передаче этого вида трафика задержки не должны превышать 0,1 с. В противном случае пользователи будут вынуждены прерывать работу и ждать ответа на свои сообщения. Такая схема обмена информацией снижает производительность труда, а разброс в значениях задержек может привести к возникновению чувства дискомфорта у пользователей. В некоторых случаях превышение допустимого времени задержек приводит к сбою рабочей сессии. Трафик данных. Задержки при передаче трафика этой категории могут иметь практически любые значения и достигать даже нескольких секунд. Для такого трафика полоса пропускания более важна, чем время задержек: увеличение пропускной способности сети влечет за собой уменьшение времени передачи. Приложения, передающие большие объемы данных, разработаны преимущественно в расчете на предоставление им всей доступной полосы пропускания сети.
Следующим шагом на пути к реализации коэффициента качества обслуживания QoS стала разработка механизма явного управления скоростью трафика (ECR — Explicit Rate Control), который в течение ряда лет довольно активно используется в сетях ATM. В последнее время все чаще высказывается мнение, что ECR можно применять также со стеком протоколов TCP/IP. Этот механизм способен работать автономно либо совместно с существующими алгоритмами организации очередей. Основные задачи, которые он позволяет решать:
Преимущества ECR таковы:
Реализацию этого механизма можно изучить в и .
Пока еще абонентские линии в большинстве случаев двухпроводные. Во многих случаях имеются двухпроводные соединительные линии. Цифровые и аналоговые системы передачи, как правило, применяют четырехпроводные физические линии. Поэтому одна из задач состоит в переходе от двухпроводной линии к четырехпроводной. Схема, включаемая в линию и выполняющая такой переход, называется дифференциальной системой (hybrid). Это устройство (рис 2.1) в виде трансформатора (или группы трансформаторов), имеющего три отвода. В первый из них включается цепь, поступающая от цепей передачи. Во второй включается цепь, поступающая от цепей приема. В третью — балансные цепи. Принцип работы дифференциальной системы. Сигналы из цепей приема поступают в двухпроводную линию, а из нее — в цепь передачи с помощью трансформаторной связи. Информация, передаваемая в двухпроводную линию, может пройти в цепь приема четырехпроводной линии, как это показано пунктирной линией на рис. 2.1 . Для того чтобы этого не произошло, установлена третья обмотка (В), которая наводит в цепи приема четырехпроходной линии ток, обратный и равный по величине току передатчика четырехпроходной линии. Балансные цепи, предназначаются для того, чтобы установить нужные параметры этого тока. Балансный контур содержит активные (резисторы) и реактивные составляющие (емкостную и индуктивную). Его комплексное сопротивление должно быть согласовано с сопротивлением абонентской линии. Поскольку сопротивление линий изменяется, особенно если эта линия подключается к дифференциальной системе с помощью систем коммутации, такое сопротивление не может поддерживаться точно. В настоящее время в балансных схемах применяются управляемые (адаптируемые) цепи с комплексным сопротивлением, которое регулируется (управляется цифровым сигнальным процессором) с помощью программы. Надо отметить, что дифференциальные системы могут вносить дополнительное затухание и могут препятствовать высокоскоростной передаче. Поэтому в большинстве систем коммутации приняты меры по передаче, приему и выполнению сигналов отключения дифференциальной системы. Например, передача сигнала "отключение дифференциальной системы" с помощью частоты 2100 Гц.
(рис 2.1) Принцип работы дифференциальной системы
Основная проблема заключается в том, что при работе дифференциальной схемы возможен переход информации с цепей передачи на цепь приема, как это показано на рисунке пунктирной линией. Такой переход вызывает у абонента эффект эха. В линии, при наличии усилителей, это может привести к генерации. Информация, поступившая в цепь приема, может, пройдя усилитель, снова поступить в цепь передачи, что приведет, как принято говорить, к возбуждению всей системы передачи. Поэтому имеется третий трансформатор, задача которого - порождать в трансформаторе передачи компенсационный ток (текущий в обратном направлении и равный по величине току, поступившему от приемника). Чтобы этот ток можно было регулировать, применяется балансный контур, комплексное сопротивление которого регулируется в зависимости от параметров абонентской линии. В цифровых системах для улучшения качества тракта применяется цифровая схема эхо - компенсации (см. рис. 2.2 ). Явление "эхо" заключается в поступлении в приемник сигнала передатчика. Это может порождаться не только несовершенством дифференциальной системы, но и многими другими причинами (рассогласованием входных сопротивлений на разных участках передачи, эффектом отражения сигнала на длинной линии и т.п).
Эхо-компенсация основывается на том, что обратный сигнал, повторяющий прямой, приходит с некоторым запаздыванием. Ее принцип заключается в том, что передаваемая в линию информация через цепь задержки передается в сумматор, стоящий в цепи приема. Там она вычитается (алгебраически суммируется) из принимаемого потока. Задержка и параметры сигнала выбираются таким образом, чтобы при вычитании уничтожить сигналы, перешедшие из собственной цепи передачи.
(рис 2.2) Структурная схема двухпроводной линии с эхокомпенсатором
Метод эхоподавления основан на том, что при передаче информации закрывается (ослабляется) цепь собственного приема. При эхоподавлении может происходить ухудшение качества связи в момент, когда оба абонента активны, а тракт приема одного из них заблокирован. Принцип действия эхоподавителя показан на рис. 2.3. Устройство для подавления эхосигнала основано на автоматической блокировке приема на время передачи. Для этого существуют два устройства: первое следит за активностью абонента A, второе — за активностью абонента Б. Активность Б определяется тем, что уровень сигнала в приемной цепи выше, чем уровень сигнала в передающей цепи.
(рис 2.3) Структурная схема двухпроводной линии с эхоподавителем
Прямое затухание — это интегральный показатель качества передающей среды. Затухание показывает уменьшение мощности сигнала в результате его прохождения через среду передачи. Количественно оно выражается отношением значения мощности на выходе $$P_{вых}$$ к мощности на входе $$Р_{вх}$$:
$$b=\frac{P_{вых}}{P_{вх}}$$Наиболее распространено представление затухания в виде логарифмического отношения, единица которого называется децибел (дБ).
$$b_{дБ}=10\log\frac{P_{вых}}{P_{вх}}$$Обычно мощность согласно этой формуле определяется относительно 1 мВт. На практике удобно измерять не мощность, а напряжение, которое подается на входное сопротивление линии. В этом случае затухание определяется относительно напряжения $$ U = 0,775 В$$. Затухание тогда определяется по формуле
$$b_{дБ}=20\log\frac{U_{вых}}{U_{вх}}$$Измерение затухания можно также проводить с помощью измерения тока. Тогда затухание определяется относительно величины $$I = 1,29 мкА$$ по формуле
$$b_{дБ}=20\log\frac{I_{вых}}{I_{вх}}$$В официальных документах, например нормах МСЭ-Т, начальным уровнем передачи считается 0 дБ, т.е. входная мощность равна 1 мВт. Эта единица измерения обозначается дБм (мощность в децибелах, отсчитываемая относительно 1 милливатта). Однако в реальной системе передачи входной сигнал редко совпадает с этим значением мощности. Уровень входного сигнала диктуется типом оборудования, типом и протяженностью линии. Поэтому во всех странах принято измерять затухание системы передачи относительно . Под относительное изменение мощности передачи сигнала, при распространении его на единицу расстояния, выраженное в км.
(рис 2.4) Частотная характеристика коэффициента затухания для кабеля ТП с диаметром жилы 0,4 мм
На рис. 2.5 показана зависимость коэффициента затухания от частоты высокочастотного кабеля марки МКС (Многопарные Симметричные Кабели) 1X4 в алюминиевой оболочке с диаметром жилы 1,2 мм. Она приведена, чтобы показать характер поведения затухания при увеличении частоты и отметить, что кабельные пары способны поддерживать гораздо более высокие частоты, чем требует речевой тракт (примерно 3,4 КГц).
(рис 2.5) Частотная характеристика высокочастотного кабеля марки МКС (Многопарные Симметричные Кабели) 1X4 в алюминиевой оболочке с диаметром жилы 1,2 мм
Максимальное затухание между двумя телефонными аппаратами на городской телефонной сети должно быть не более 28 дБр (децибел-разность). В данном случае все величины затухания показаны от уровня предыдущей точки. При этом затухание абонентских линий (АЛ) не должно превышать 4,5 дБ для кабеля с диаметром жил 0,32 и 3,5 дБ для жил с большим диаметром.
Затухание станционного четырехполюсника не должно превышать 1 дБ на РАТС (районных АТС) и 0,5 на узловых станциях (исходящего УИС или входящего сообщения — УВС).
.
(рис 2.6) Распределение затухания на городской телефонной сети
Переходное затухание — величина, которая характеризует относительное количество энергии, переходящей вследствие электромагнитной связи из одной цепи в другую; выражается в децибелах. Так же как обычное затухание, оно измеряется отношением мощности на выходе к мощности на входе. Но в данном случае входным является мощность полезного сигнала одной цепи, выходным — мощность этого же сигнала в соседней цепи. Этот эффект обязательно имеет место между соседними цепями (жилами кабеля, проводами воздушной линии). Он может порождаться переходами сигналов из приемника в передатчик, а также при преобразовании четырехпроводной линии в двухпроводную и обратным преобразованием.
Различаются переходное затухание:
Для уменьшения влияния переходного затухания применяются кабели с витыми (скрученными) парами. Это многожильные кабели, у которых жилы скручены по парам или четверкам. Принцип борьбы с помехами переходного затухания заключается в том, что при скрутке провода, влияющие на отдельные участки кабеля, наводят электромагнитную энергию, равную по амплитуде и противоположную по направлению, как это показано на рис.2.7. При идеально сбалансированной скрутке (равный шаг скрутки, идеальная симметрия проводов) переходное затухание равно нулю.
(рис 2.7) Метод устранения помех с помощью "скрещивания" проводов например, применение в одном помещении электромеханических и электронных систем. В современных системах, применяющих абонентские устройства передачи данных, большое значение имеет показатель коэффициент импульсных помех
Коэффициент импульсных помех служит для цифровой оценки состояния линии, он указывает количество ошибок на определенное число переданных битов. Нормальным считается коэффициент ошибок $$10^{-6}$$ — это означает, что на $$10^6$$ битов в канале появляется одна помеха, которая может привести к ошибке. Минимально приемлемая величина коэффициента ошибок (допускается обычно при применении радиотракта) составляет $$10^{-3}$$. Величина $$10^{-6}$$считается хорошей. Следует учитывать, что эти показатели условны. Они измеряются за определенный интервал времени, например, за час. Но в реальности в течение каждого интервала они распределяются неравномерно и могут приходить концентрированно (пачкой). Поэтому иногда вводят коэффициент "пачечности" (концентрации ошибок), который показывает отношение количества ошибок, полученных в данном интервале времени, к ожидаемому среднему по всем интервалам. Для преодоления ошибок применяются различные алгоритмы, которые будут рассмотрены далее. Помехи ухудшают качество приема речи, а при передаче данных могут привести к неверному их принятию или задержкам, замедляющим реальную скорость обмена данными (скорость модема). Наибольшие проблемы возникают при ухудшении этого коэффициента и при контроле качества канала со стороны передающих или принимающих устройств. Если эти устройства настроены на отключение канала при превышении ошибки, то при случайных возмущениях в сети часто происходит полное отключение станции. Поэтому при автоматическом контроле этого параметра необходимо оставлять возможность регулировки порога.
Стандартный уровень шума, относительно которого измеряются помехи, равен 1 пВт или 10-12 Вт. Это равняется принятому акустическому порогу слышимости (см. раздел 1.1 в части "Акустические свойства человеческого уха"). В относительных единицах дБм (децибел-милливатт, мощность, отсчитываемая относительно одного милливатта) это составляет -90 дБм. Мощность, измеряемая относительно эталона 1 пВт, называется эталонной и обозначается в дБэт. Мощность, указанная в дБэт, показывает, насколько уровень шума превышает эталонный. Иначе
$$b_{дБм}=b_{дБэт}-90_{дБм}$$Уровень 20 дБэт равен 70 дБм, т.е. уровню, измеренному относительно одного децибела. И наоборот,
$$b_{дБм}=b_{дБэт}+90_{дБм}$$Однако, акустическое восприятие человеком звука зависит от частоты. Эта чувствительность изображается диаграммой слуха и имеет максимум на частоте 1000 Гц. Поэтому при измерении мощность шума усредняют (взвешивают) в соответствии с псофометрической кривой, учитывающей уровень слышимости в соответствии с чувствительностью человеческого уха. Приблизительно эта величина составляет 0,562от мощности шума, измеренной в пВт. Эта мощность называется псофометрической мощностью и обозначается пВтп. Поэтому мощность, выражаемая в дБм, легко пересчитывается в дБп (децибелы псофометрические). Если сигнал шума имеет мощность P, то затухание, выраженное в дБм, равно
$$ b_{дБм}=\lg\frac{P}{10^{-3}}$$а затухание, выраженное в дБп,
$$ b_{дБп}=10\(\lg\frac{0,562P}{10^{-3}}=b_{ддБ}+\lg 0,562дБ\)\\ b_{дБп}=b_{дБм}-2,5дБ\)$$Учитывая, что эталонный уровень
$$b_{дБм}=b_{дБэт}+90дБм,\qquad то\\ b_{дБм}=b_{дБп}+87,5дБм\\$$Для полноты изложения отметим, что в Северной Америке принято учитывать частотную зависимость восприятия звука с помощью C взвешивания. Кривая восприятия звука определяется путем измерения чувствительности на различных типах телефонных аппаратов (не менее 500). В этом случае диаграмма восприятия звука несколько отличается от псофометрической. Приблизительно эта величина
$$b_{дБм}=b_{дБC}+88дБ$$Задержка передачи информации (запаздывание) измеряется временем между поступлением сигнала на вход системы передачи и появлением его на выходе. На это время влияют: параметры линии, параметры аппаратуры, быстродействие и алгоритмы обработки. Задержка информации приводит к наличию эффекта эха при передаче речи. А фазовые задержки могут привести к ошибкам в передаче данных или к уменьшению скорости передачи за счет времени, необходимого для исправления ошибок.
Для использования существующей абонентской кабельной сети с целью передачи интегральной информации следует упомянуть еще одно решение, применяемое на абонентском участке в целях увеличения дальности передачи информации в речевом диапазоне — это пупиновские катушки. Известно, что высокие частоты спектра речи подвержены затуханию больше, чем низкие. Это определяется преимущественно емкостным характером абонентской линии. Зависимость затухания от частоты приводит к искажениям речевого сигнала, которые называются "амплитудными искажениями". В существующих сетях получило распространение введение искусственной индуктивности, которая ослабляет емкостный характер. Эти устройства получили название "пупиновские катушки" (по имени их изобретателя, словацкого ученого Пупина). Эти катушки используются на длинных межстанционных и абонентских сельских линиях. Улучшая параметры речи, они препятствуют расширению частотного диапазона (например, для услуг, требующих широкой полосы частот) .
Существует три категории отводов абонентской линии в распределительной или магистральной сети. Первый — отвод для подключения резервного оборудования (jumping-off). Он используется в качестве резервной линии для подключения телефонного аппарата в другое место (например, дополнительная розетка). Большую часть времени он находится в состоянии, когда к нему не подключена аппаратура. Отвод для перехвата информации (taping) подразумевает включение оборудования, которое само активно принимает информацию. Если использование кабельных отводов и допустимо в аналоговых телефонных сетях, обычно такие отводы оказывают серьезное воздействие на работу цифровых систем передачи. Цифровой сигнал, передаваемый по кабелю абоненту, попадает также и в каждый кабельный отвод. Отраженный от конца такого отвода сигнал накладывается на исходный сигнал, подаваемый абоненту, что приводит к значительному увеличению числа ошибок. К цифровому абонентскому тракту не должно быть подключено телефонное оборудование.
Еще один тип отвода — неиспользуемая пара (bridged
Качество обслуживания телефонных вызовов на сети определяется вероятностью потерь (отказов в обслуживании) из-за отсутствия свободных и доступных коммутационных приборов или каналов. Определению всех понятий и расчету потерь посвящена большая область теоретических исследований. Для детального рассмотрения этих вопросов рекомендуются книги , , , . Кратко приведем нормы на обслуживание.
Имеются потери двух типов — явные потери и потери по ожиданию. В первом случае при отсутствии свободных путей или каналов заявка снимается с обслуживания, во втором случае — ставится на ожидание.Она снимается с обслуживания, если время ожидания превышает заранее заданную величину. Суммарные потери любого типа от абонента до абонента не должны превышать:
Эти потери следует разделять на станционные и линейные. Поскольку стоимость линейных сооружений больше стоимости станционной аппаратуры, для станций устанавливаются нормы небольшой величины, а оставшаяся часть приходится на потери из-за отсутствия линий и каналов. Для станций существуют следующие нормы:
В конце отметим, что норма потерь очень отражается на
Рассмотренные выше показатели потери характеризуют только одну сторону услуги передачи речи. В современных сетях телекоммуникаций применяется характеристика , . Трафик реального времени включает в себя аудио- и видеоинформацию, критичную к задержкам при передаче. Обычно качество характеризуется явными потерями. Допустимые значения задержек обычно не превышают 0,1 с(сюда входит время на обработку пакетов конечной станцией). Кроме того, задержка должна иметь малые флуктуации (с ними связан эффект "дрожания"). При сжатии информации трафик данной категории становится очень чувствительным к ошибкам при передаче, а из-за жестких требований к задержкам при передаче потоков в режиме реального времени возникающие ошибки не могут быть исправлены с помощью повторной посылки. Трафик транзакций (интерактивный). При передаче этого вида трафика задержки не должны превышать 0,1 с. В противном случае пользователи будут вынуждены прерывать работу и ждать ответа на свои сообщения. Такая схема обмена информацией снижает производительность труда, а разброс в значениях задержек может привести к возникновению чувства дискомфорта у пользователей. В некоторых случаях превышение допустимого времени задержек приводит к сбою рабочей сессии. Трафик данных. Задержки при передаче трафика этой категории могут иметь практически любые значения и достигать даже нескольких секунд. Для такого трафика полоса пропускания более важна, чем время задержек: увеличение пропускной способности сети влечет за собой уменьшение времени передачи. Приложения, передающие большие объемы данных, разработаны преимущественно в расчете на предоставление им всей доступной полосы пропускания сети.
Следующим шагом на пути к реализации коэффициента качества обслуживания QoS стала разработка механизма явного управления скоростью трафика (ECR — Explicit Rate Control), который в течение ряда лет довольно активно используется в сетях ATM. В последнее время все чаще высказывается мнение, что ECR можно применять также со стеком протоколов TCP/IP. Этот механизм способен работать автономно либо совместно с существующими алгоритмами организации очередей. Основные задачи, которые он позволяет решать:
Преимущества ECR таковы:
Реализацию этого механизма можно изучить в и .
Для получения официальных документов о завершении программы дополнительного профессионального образования (удостоверения о повышении квалификации, дипломов о профессиональной переподготовке и MBA) необходимо предоставить:
Внимание! Вы можете не заказывать доставку бумажной версии официального документы, а скачать его в электронном виде и распечатать самостоятельно. Информация о выданном документе в течение 1 месяца загружается в Федеральную информационную систему «Федеральный реестр сведений о документах об образовании и (или) о квалификации, документах об обучении» - ФИС ФРДО.
Доступ на новый сайт осуществляется с использованием адреса электронной почты, который был указан вами при регистрации на "старом". Мы постарались перенести все ваши данные с прежнего ресурса, однако не исключена вероятность потери части информации.
При возникновении проблемы со входом, воспользуйтесь функцией сброса пароля
Если вы обнаружите несоответствия, пожалуйста, сообщите нам.