рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ. СИГНАЛЫ И КАНАЛЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СВЯЗИ. СИСТЕМЫ СВЯЗИ С ЧАСТОТНЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ. ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ

ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ. СИГНАЛЫ И КАНАЛЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СВЯЗИ. СИСТЕМЫ СВЯЗИ С ЧАСТОТНЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ. ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ - Лабораторная Работа, раздел Философия, Лекции 32 Часа Лабораторные Работы 24 Часа Практические Зан...

Лекции 32 часа

Лабораторные работы 24 часа

Практические занятия 24 часа

Всего аудиторных занятий 80 часов

 

 

Содержание

 

Введение. 8

1. ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ (ТС) 19

1.1 Каналы, тракты, системы и сети передачи информации. 19

1.2 Основные принципы построения телекоммуникационных сетей. 23

1.2.1 Функциональные признаки. 24

1.2.2 Иерархические признаки (территориальные) 26

1.2.3 Стандартизация телекоммуникационных сетей и систем.. 28

1.2.4 Социально-экономические проблемы построения ТСС.. 31

2. СИГНАЛЫ И КАНАЛЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СВЯЗИ.. 33

2.1 Сигналы электросвязи. 33

2.1.1 Энергетические характеристики сигналов. 33

2.1.2 Временные и спектральные характеристики первичных сигналов электросвязи. 34

2.1.3 Параметры сигнала с точки зрения его передачи по каналу связи 35

2.1.4 Сравнительная характеристика сигналов электросвязи. 37

2.2 Двусторонняя передача. 37

2.2.1 Двусторонняя передача с 4-х проводным окончанием.. 37

2.2.2 Двусторонняя передача с 2-х проводным окончанием.. 38

2.3 Каналы связи. 40

2.3.1 Аналоговые типовые каналы.. 40

3. СИСТЕМЫ СВЯЗИ С ЧАСТОТНЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ (ЧРК) 43

3.1 Формирование канальных и групповых сигналов. 43

3.2 Организация линейных трактов. 47

3.2.1 Выбор числа каналов. 47

3.2.2 Методы организации двусторонних трактов. 48

3.3 Коррекция линейных искажений. 50

3.4 Помехи в аналоговых системах передачи. 54

3.4.1 Классификация помех. 54

3.4.2 Оценка действия помех. 55

3.4.3 Нормирование помех (по ITU-T) 55

3.4.4 Накопление собственных помех в линейном тракте. 57

3.4.5 Переходные помехи. 59

3.4.6 Нелинейные помехи. 61

4 ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ (ЦСП) 63

4.1 Принципы цифровой передачи информации. 63

4.1.1 Структурная схема ЦСП.. 63

4.1.2 Цифровой сигнал. 63

4.1.3 Группообразование. 67

4.1.4 Линейное кодирование. 67

4.1.5 Модуляция. 69

4.1.6 Оконечная станция цсп.. 69

4.1.7 Достоинства и недостатки цсп.. 70

4.2 Компандирование в ЦСП.. 72

4.3 Линейные коды.. 78

4.4 Синхронизация в ЦСП.. 83

4.4.1 Тактовая синхронизация. 85

4.4.2 Цикловая синхронизация. 88

4.5 Формирование группового сигнала. 91

4.5.1 Межсимвольные искажения. 91

4.5.2 Первичный цифровой сигнал (икм-30) 95

4.6 Шумы и помехи в цифровых системах передачи. 98

4.6.1 Шумы дискретизации. 99

4.6.2 Шумы квантования. 101

4.6.3 Шумы незагруженного канала. 103

4.6.4 Шумы ограничения. 104

4.7 Объединение цифровых потоков. 105

4.8 Плезиохронная цифровая иерархия. 108

4.9 Синхронная цифровая иерархия (SDH) 110

5. Линии связи. 123

5.1 Кабельные линии связи. 123

5.2 Линии связи на симметричном кабеле. 123

5.3 Коаксиальные кабели. 133

5.4 Волоконнооптические кабели. 135

6 Распределение информации в цифровых системах передачи. 142

6.1 Коммутация каналов и коммутация пакетов. 142

6.2 Пространственная коммутация. 145

6.3. Временная коммутация. 151

6.4. Многозвенные системы коммутации. 153

6.5 Распределение информации в сетях передачи данных. 158

6.5.1 Сети с коммутацией пакетов. 158

6.5.2 Множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий 159

6.5.3 Сети с коммутацией пакетов. 161

6.5.4 IP сети. 163

6.5.5 Виртуальные соединения. 165

7 Сети доступа. 169

7. 1 Понятие сетей доступа. 169

7.2 Доступ к телефонным сетям.. 170

7.3 Цифровые сети доступа. 171

7.3.1. Абонентские линии. 171

7.3.2. Цифровые коммутируемые линии. 172

7.3.3 Цифровые линии хDSL. 176

7.3.4 Системы передачи (соединительные линии) 182

7.3.5 Узлы доступа. 183

7.4 Доступ к сетям передачи данных. 189

7.5 Интеграция услуг и сетей доступа. 190

7.5.1 Интеграция с помощью цифровых каналов (технология ВРК). 190

7.5.2 IP – телефония (Технология коммутации пакетов) 192

8. Основы построения и перспективы развития телекоммуникационных сетей. 198

8.1 Планирование сетей. 198

8.2 Примеры телекоммуникационных сетей. 199

8.2.1 Цифровая телекоммуникационная сеть SDH.. 199

8.2.2 Сеть передачи данных. 200

8.3. Перспективы развития сетей. 203

Список использованной и рекомендуемой литературы. 215


Введение

Настоящее время характеризуется стремительными темпами развития телекоммуникаций.

В течение 10-20 лет в массовые услуги связи вошли доступ в Интернет и сотовая связь, факс и электронная почта. За счет внедрения волоконнооптических линий связи, цифровых систем передачи и объемов представляемого трафика. Появилось много новых телекоммуникационных технологий: IP-телефония, ADSL, АТМ и др.

Широкое внедрение компьютеров в производственную деятельность и повседневную жизнь также стимулирует развитие телекоммуникаций, требует существенной скорости передачи информации, повышения качества обслуживания. Цифровые методы обработки телекоммуникационных сигналов, цифровых технологий распределения информации и управления сетями приводят к слиянию информационных и телекоммуникационных технологий.

Основные услуги телекоммуникаций можно разделить на следующие виды:

· телеметрия

· телефония

· радиовещание

· передача данных ПД (доступ в Интернет, электронная почта и др.)

· телевидение

· цифровое телевидение

Эти услуги различаются как по необходимой скорости передачи информации, так и по времени сеанса. Эти отличия иллюстрируются рисунком В.1 , из которого следует, что самые низкие скорости передачи и время сеанса требуются для телеметрии, когда сигналы с нескольких датчиков (давления, температуры, влажности и т.п.) передаются в центр управления. Самые большие объемы скорости и длительности сеанса необходимы для телевидения (TV), телевидения высокого качества (TBBK) и скоростного доступа в Интернет. Телефония и радиовещание занимают промежуточное положение.

Важным выводом из этого рисунка является то, что современные телекоммуникационные системы должны обеспечивать одновременно все эти услуги, передавать низкоскоростные и высокоскоростные потоки в одних и тех же каналах связи. Да и по времени сеанса требования достаточно жесткие, так как системы должны работать практически непрерывно с высокой надежностью.

Рисунок В.1 -. Услуги электросвязи

В развитии электросвязи на современном этапе существует ряд тенденций, качественно меняющих понятие и содержание привычных для нас услуг телефонии и телевидения:

1. Цифровизация. Переход к цифровым сигналам обеспечивает высокую помехоустойчивость передачи, повышает ее качество и надежность, существенно сокращает вес и габариты оборудования. Поскольку представление цифрового сигнала одинаково для всех видов трафика, то это создает реальную платформу для их объединения в одном канале передачи.

2. Глобализация. Практически телекоммуникационные сети приобретали всемирный характер. Это касается и телефонии, когда мы можем связаться с абонентом в любой стране, и передачи данных (сеть Интернет). Примерами глобальных сетей также являются сети сотовой связи (GSM, NMT и др.), сети спутниковой связи.

3. Персонализация. С появлением сотовых телефонов, терминалов спутниковой связи телекоммуникации все больше привязываются не к месту нахождения терминала (телефонный аппарат, телевизор и т.п.), а к персоне-человеку, который носит или возит терминал с собой.

4. Мобильность. Эта тенденция существовала и раньше, но сейчас она развивается в массовых средствах связи, благодаря развитию технологий радиосвязи, которые являются беспроводными, и поэтому обеспечивают услугами абонентов, находящихся в движении, как при перемещении пешком, так и в автомобиле или даже самолете или космическом аппарате.

5. Интеграция услуг заключается в том, что к абоненту по одной линии связи приходят электрические сигналы разных служб. Здесь с помощью устройства распределения услуг они разделяются по соответствующим терминальным устройствам (телефонный аппарат, модем, телевизионный приемник и т.д.). Самым радикальным случаем является тот, когда по линии связи одновременно приходят услуги телефонии, телевидения и передачи данных. Однако на настоящий момент для массового абонента такого сервиса еще нет, и на практике применяют попарную интеграцию. Рассмотрим развитие услуг и возможные варианты интеграции с помощью диаграммы (рисунок 2.).


1 Уровень 2 Уровень

 
 

 

 


Речь

 

 

Данные

 

 

Видео

 

Рисунок 2 - Развитие и интеграция услуг


Здесь рассмотрены только три услуги, а именно: передача речи, данных и программ телевидения. Рассмотрим зарождение и развитие этих услуг.

1. Телефония. Телефонная связь зародилась в 70-е годы 19 века. В качестве пионеров телефонии следует назвать: А.Белла (США) - изобретение телефона (1876 год), М. Махальского (Россия) - изобретение микрофона (1878 год), П. Голубицкого (Россия) - применение центральной батареи для абонентских телефонных аппаратов.

Основные элементы технологии телефонии сохранились и по сей день. Эту телефонную связь называют аналоговой телефонией потому, что в процессе передачи используются аналоговые сигналы, возникающие на выходе телефонной трубки. При объединении сигналов от различных абонентов используется технология от частного разделения каналов (ЧРК). При ЧРК эти сигналы занимают разные непересекающие участки частотного диапазона. Наглядный пример ЧРК: разделение радиовещательных и телевизионных программ. Подробно ЧРК будет рассмотрено в разделе 2.3 при описании модуляции. Соединение абонентов друг с другом осуществляется посредством коммутации каналов (КК), когда между двумя абонентами устанавливается сквозное соединение с помощью коммутаторов. Заказ на установление этого соединения делает сам абонент, набирая номер. Разрыв соединения также происходит по инициативе одного из абонентов. Часто такое соединение называют коммутируемым. Этот вид электрической связи на настоящий момент является самым массовым, несмотря на заметные недостатки: невысокое кач в, передающих значения «0» и «1»), объединение цифровых сигналов разных абонентов с помощью уплотнения их во времени - временное разделение каналов (ВРК). Вместе с тем технология коммутации остается прежней - коммутация каналов.

Наконец, в конце 90-х годов прошлого столетия родилась еще одна телефонная технология - IP-телефония, которая принципиально отличается от предыдущих способом коммутации. Здесь так же, как и в цифровой телефонии формируется цифровой сигнал, но затем он разбивается на пакеты. Каждый пакет содержит в заголовке адрес назначения, поэтому пакеты могут добираться до абонентов самостоятельно.

Но главным достоинством пакетных методов передачи является возможность передавать по одному каналу связи пакеты нескольких пар абонентов одновременно. При этом коэффициент использования канала приближается к 100%. Разумеется, что IP-телефония, как и другие пакетные методы передачи речи, возникли не сами по себе, а на базе технологий передачи данных, технологий компьютерных сетей.

2. Передача данных. Этот вид телекоммуникационных услуг появился сравнительно недавно в 60-х годах прошлого века в связи с развитием локальных и глобальных вычислительных сетей. Сначала компьютеры связывались в сети для того, чтобы увеличить общую производительность. Однако вскоре потребовался доступ нескольких компьютеров к общим ресурсам (принтер, серверы и т.п.). Появилась необходимость у компьютерных пользователей обмениваться данными друг с другом. И, наконец, появилась глобальная информационная сеть Интернет. И всем пользователям потребовался выход в нее. Услуга стала массовой. Поскольку передача данных принципиально отличается от телефонии, то и требования к этим сетям совсем другие. Здесь нужна высокая вероятность передачи (-10-8 -10-9), в то время как малая задержка сигнала, важная для телефонии, здесь не является критичной. Требования по скорости передачи в сетях передачи данных (СПД) изменяются в широких пределах от нескольких десятков килобит в секунду (Кбит/с) для абонентского доступа до единиц гигабит в секунду (Гбит/с) на магистральных сетях.

3. Телевидение.Исторически первым появилось «эфирное» телевидение, когда передатчик телевизионной станции излучает радиоволны для всех абонентов, имеющих телевизионные приемники в зоне действия станции (рисунок.В.3).

Рисунок В.3 -. Широковещательное «эфирное» телевидение

 

Такой режим распределения информации называется широковещательным, и он принципиально отличается от режима коммутации, применяемого в телефонии и передаче данных. Сигналы телевидения являются аналоговыми, как и в телефонии, но они имеют гораздо более сложную структуру, потому что телевизионное изображение имеет двумерный формат, речь одномерна (изменяется только во времени). Для того чтобы передавать несколько телевизионных программ используется ЧРК, также как в аналоговой телефонии.

Эта телевизионная услуга сейчас является самой массовой, так как она не требует строительства кабельных линий связи для абонентов. Качество передаваемых изображения и звука здесь не может быть очень высоким, так как на него влияют условия распространения радиоволн (осадки, многократные отражения от зданий, затенения). Сейчас у «эфирного» телевидения, как у массовой услуги появился конкурент - кабельное телевидение, которое развивается, начиная с 80-х годов 20 века. В его основе также лежат аналоговые сигналы, ЧРК и принцип широкого вещания. Здесь сигналы от головной станции передаются к абонентам по специально проложенной кабельной сети (рисунок В.4).

Рисунок В.4 - Системы кабельного телевидения

Это обеспечивает более высокое качество передачи и позволяет услугу сделать платной, так как кабельный ввод в квартиру может быть отключен в случае неуплаты. Телевизионные приемники у абонентов здесь используются те же самые, что и при обычном телевидении.

В ближайшей перспективе появление высококачественной массовой услуги - цифрового телевидения. Она уже реализуется, начиная с 90-х годов прошлого века. В ее основе лежат преобразование аналогового телевизионного сигнала в цифровой, использование ВРК и технологии коммутации каналов. Несомненными достоинствами цифрового телевидения являются высокое качество передачи программ, адресная передача по запросу. Сдерживает массовое внедрение услуги необходимость приобретения специального телевизионного приемника, который пока является достаточно дорогим. Технологический прогресс в скором времени позволит преодолеть этот недостаток. Способы передачи сигналов цифрового телевидения могут быть самыми разными: по радиоканалам, по сетям кабельного телевидения и даже по телефонным сетям с использованием специальных модемов.

Рассмотрев базовые технологии электросвязи, займемся возможными способами их интеграции. Наиболее просто решаются задачи объединения двух услуг. Назовем это первым уровнем интеграции. Здесь с технической точки зрения проще интегрировать телефонию и передачу данных. В соответствии с диаграммой (рисунок В.2) возможны и развиваются 3 варианта:

1. Аналого-цифровая интеграция, когда канал тональной частоты (телефонный канал), используя ЧРК, объединяется с цифровым каналом передачи данных. Наиболее распространена технология ADSL.

2. Цифровая интеграция, в которой на принципах BPK объединяются цифровые потоки телефонии и передачи данных - это технологии ISDN- BRI и PRI.

3. Интеграция на базе IP- протоколов, когда речь и данные передаются в виде пакетов.

Кроме этого реализуются и другие варианты интеграции 1 уровня. Наиболее распространена схема объединения сигналов аналогового кабельного телевидения и передачи данных (доступ в Интернет). Это не означает, что не появятся другие варианты интеграции 1 уровня, например, «Речь- Телевидение» в аналоговом, цифровом или комбинированном исполнении.

Если технологии первого уровня интеграции находятся на этапе массового внедрения, то полная интеграция (2 уровень) испытывает стадию экспериментальных исследований и опытного внедрения. В настоящее время наибольшую известность имеют технологии:

- АТМ - специально разработанная для полной интеграции, способная обеспечить разные уровни сервиса, высокие скорости передачи и другие достоинства цифровых технологий. Основным ее недостатком является высокая стоимость оборудования, что сдерживает широкое внедрение.

- IP MPLS - эволюционирует от услуг по передаче данных, постепенно включая в себе телефонию, а затем и телевидение. Такой подход является более рациональным и менее затратным, хотя по техническим характеристикам IP- технологии уступают ATM. Более совершенным вариантом технологии IP MPLS является NGN (Next Generation Networks).

- Не менее прогрессивным является способ интеграции 2 уровня на базе кабельного телевидения, так как на участках передачи сигналов от головной станции к домовым узлам коаксиальный кабель заменяется на волоконно-оптические линии.

Все описанные выше тенденции развития телекоммуникаций активно реализуются в настоящее время с внедрением:

- волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) и систем передачи, имеющих реальную пропускную способность при передаче цифровых сигналов в несколько сотен гигабит в секунду в одном волокне ;

- цифровых систем коммуникации и распределения трафика с использованием технологий коммутации каналов и коммутации пакетов. Число абонентских линий в цифровых коммутационных станциях достигает200-300 тысяч;

- систем кабельного телевидения с числом телевизионных программ до 100 и доступом в Интернет со скоростью до 1 Гбит/с;

- систем IP- телефонии с пакетной передачей речи в IP-сетях, в которых себестоимость услуги междугородной и международной телефонии снижается в несколько (3-5) раз без заметного ухудшения качества;

- сотовых систем связи и многих других достижений.


ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ (ТС)

Каналы, тракты, системы и сети передачи информации

Информация – совокупность сведений, данных, знаний о каких-либо процессах, явлениях, объектах и т.п., способных храниться, передаваться и… Носителем информации является сообщение, которое, в свою очередь,… Рисунок 1.1 – Структурная схема системы передачи

Основные принципы построения телекоммуникационных сетей

 

Телекоммуникационные сети разделяются по следующим признакам:

Функциональные признаки

- системы передачи; - сетевые узлы – комплексы технических и программных средств, которые образуют… - сетевые станции – сетевые узлы, в которых осуществляется распределение каналов и групповых трактов между вторичными…

Иерархические признаки (территориальные)

По степени охвата пользователей телекоммуникационные системы разделяются следующим образом: 1.2.2.1 Глобальные - охватывают весь мир или значительную его часть. Примерами… 1.2.2.2 Сети отдельных государств. Эти сети охватывают территории отдельных государств и включают в себя всю…

Стандартизация телекоммуникационных сетей и систем

С этой целью разработано много стандартов как мирового, так и государственного уровня. В области телекоммуникаций и вычислительных сетей наиболее… - Международная Организация по Стандартизации (МОС или ISO – International… - Международный Союз Электросвязи (МСЭ или ITU – International Telecommunication Union), ранее: Международный…

СИГНАЛЫ И КАНАЛЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СВЯЗИ

Сигналы электросвязи

Энергетические характеристики сигналов

рм, (2.1) где – отсчетное значение , начало отсчета. Аналогично для напряжения и тока:

Временные и спектральные характеристики первичных сигналов электросвязи

  Таблица 2.1 – Временные и спектральные характеристики первичных сигналов электросвязи Сигнал Временная характеристика (форма сигнала) …

Параметры сигнала с точки зрения его передачи по каналу связи

- длительность сигнала Тс; - ширина спектра DFс; - динамический диапазон Дс.

Сравнительная характеристика сигналов электросвязи

 

Двусторонняя передача

Двусторонняя передача с 4-х проводным окончанием

Два встречных канала одностороннего действия образуют 4-х проводную линию (см. рисунок. 2.2). Здесь и далее размерность уровней в дБм0 означает, что абсолютное значение уровня на входе (выходе) отсчитано относительно точки нулевого относительного уровня (ТНОУ). Чаще всего в электросвязи в этой точке номинальное значение мощности равно 1 мBт.

Рисунок 2.2 - Четырехпроводная линия

В телефонии на соединительных линиях (между АТС) часто используется такая 4-х проводная линия.

 

 

Двусторонняя передача с 2-х проводным окончанием

Напротив, при передачи сигналов между АТС (особенно на междугородних линиях) необходимо применение раздельных каналов для двусторонней связи (см.… В точке стыка (на АТС) двухпроводная и четырехпроводная линия должны быть… В качестве примера можно рассмотреть канал тональной частоты (ТЧ) (см. рисунок 2.3), который согласует 2-х проводную…

Каналы связи

Основные характеристики аналоговых сигналов точно такие же как и характеристики четырехполюсников: - входное сопротивление и коэффициент отражения; - уровни сигналов на входе и выходе, остаточное затухание;

Аналоговые типовые каналы

Уровень мощности помехи в ТНОУ по нормам для самого протяженного канала на должен превышать значения – 40дБм, а защищенность канала Аз= 25 дБ. Схема канала ТЧ изображена на рисунке 2.3. Общие сведения:

СИСТЕМЫ СВЯЗИ С ЧАСТОТНЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ (ЧРК)

Особенностью этих систем является то, что все каналы работают одновременно, каждый в своем диапазоне частот (рисунок 1.3). ЧРК вначале было реализовано в системах на основе многопарных электрических кабелей. В настоящее время ЧРК используется в радиоканалах (цифровые радиорелейные линии, сотовая связь и т.д.) и в волоконно-оптических линиях связи.

 

Формирование канальных и групповых сигналов

   

Помехи в аналоговых системах передачи

Помехи – это мешающие приему информации электрические колебания, связанные с внешними или внутренними причинами.

 

Классификация помех

1. По месту возникновения:

· Внутренние помехи (возникают в узлах аппаратуры и линиях передачи):

- собственные помехи (тепловой и дробовой шум);

- помехи нелинейного происхождения (комбинационные час-тоты f1± f2± f3, возникающие в выходных каскадах передатчиков, преобразователях частоты, детекторах и т.п.);

- помехи коммутации и плохих контактов.

· Внешние помехи (обуславливаются действием внешних источников естественного происхождения, а также активные помехи):

- переходные помехи (в металлических кабелях);

- промышленные помехи (от линий передачи, ТВ вещания и т.п.);

- грозовые и атмосферные помехи.

2. По форме сигнала:

· Непрерывные помехи: .

· Импульсные помехи: ,
где – среднее напряжение сигналов помехи.

3. По характеру мешающего воздействия:

· Шум любой природы, который складывается с сигналом и для слабых сигналов способен существенно ухудшить разборчивость передаваемого сообщения (речи, данных и т.п.).

· Переходный разговор, возникающий вследствие переходных помех. Внятный переходный разговор нарушает комфортность и конфиденциальность связи, отвлекает абонентов на невольное прослушивание постороннего разговора. Невнятный переходный разговор резко увеличивает шум в канале передачи.

 

Оценка действия помех

Для оценки действия помех применяются характеристики:

1. Защищенность или через уровни мощностей .

2. Коэффициент шума – характеризует возрастание шума внутри активных приборов прежде всего за счет дробовых шумов.

3. Псофометрическое напряжение (это взвешенное, усредненное в полосе частот напряжение шума).

 

 

Рисунок 3.19 – Частотная характеристика системы

«канал ТЧ + ухо человека»

 

На рисунке 3.19 представлена частотная характеристика системы «канал ТЧ + ухо человека» (1) и его псофометрический эквивалент (2).

 

 

Накопление собственных помех в линейном тракте

   

Переходные помехи

Эти помехи в АСП на электрических кабелях возникают в основном за счет электромагнитной связи между параллельными парами проводников в многопарных… При рассмотрении влияния между двумя парами различают два вида перехода…  

Нелинейные помехи

 

Нелинейные помехи возникают как в сугубо нелинейных приборах (преобразователи частоты, детекторы и т.п.), так и в усилительных элементах, особенно в ограничителях и выходных каскадах усилителей мощности за счет отклонения их вольтамперной характеристики от линейной. Как и другие виды помех нелинейные помехи накапливаются от участка к участку.

Продуктами нелинейности являются гармоники (в основном вторая и третья) и комбинационные составляющие типа nf1+mf2+kf3+..., если f1,f2,f3... – частоты составляющих на входе усилителя, а n,m,k = 1,2,3... Чтобы нелинейные составляющие помех были меньше нормы, напряжение сигнала не должно превышать порог перегрузки усилителя Uп или уровень ρг.

 

ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ (ЦСП)

Принципы цифровой передачи информации

Структурная схема ЦСП

В настоящее время цифровые методы и устройства передачи информации являются основными в телекоммуникационных системах благодаря совокупности своих достоинств, таких каквысокая помехоустойчивость, простота группообразования, возможность интеграции разнородного трафика, высокая технологичность и др. Укрупненная структурная схема ЦСП приведена на рисунке 4.1.1.

 

 
 

 

 


Рисунок 4.1 – Структурная схема ЦСП

 

Здесь аналоговый сигнал Sс(t) с выхода источника сообщения проходит через аналого-цифровой преобразователь (АЦП), преобразуясь в двоичный цифровой код Sк(t). Для передачи по линии связи (медный кабель, ВОЛС, радиоканал) этот сигнал с помощью модулятора или кодирующего устройства преобразуется к виду Sм(t), позволяющему передачу на большие расстояния с минимальными искажениями. В приемной части ЦСП происходят обратные преобразования с помощью демодулятора и цифро-аналогового преобразователя (ЦАП). В канале передачи сигнал S(t) искажается при воздействии шумов и помех, которые наиболее эффективно проявляют себя в канале связи и во входных каскадах приемника.

 

Цифровой сигнал

  Рассмотрим процесс формирования цифрового сигнала (рисунок 4.1.2), который…  

Группообразование

Поскольку длительность импульса дискретизации (выборки) tи много меньше tд

tи << tд,

временной интервал tд между соседними импульсами одной функции S1(t) можно заполнить отсчетами других каналов (рисунок 4.6). В этом случае каналы разделяются во времени и передаются в одной и той же полосе частот. Этот процесс носит название временного разделения каналов (ВРК) или группообразования. Время, за которое формируется группа, называемся циклом. Длительность цикла есть время цикла τц. Нетрудно увидеть, что τц равно времени дискретизации:

τц = tд.

Линейное кодирование

1) чередование нулей и единиц; 2) последовательность одних единиц; 3) последовательность одних нулей.

Модуляция

 

Помимо операции линейного кодирования для качественной передачи цифрового сигнала на большие расстояния по электрическим кабелям и радиолиниям применяют его модуляцию (рисунок 4.9). Модуляция, которая в данном случае называется манипуляцией, может быть амплитудной (АМ), фазовой (ФМ), частотной (ЧМ) или их комбинацией.

 
 


Рис. 4.9 – Модуляция цифрового сигнала:

а) цифровой сигнал;

б) амплитудная модуляция;

в) частотная модуляция;

г) фазовая модуляция

Оконечная станция цсп

Здесь сигнал от абонента поступает по двухпроводной линии на вход дифференциальной системы, проходит только на 1 из ее выходов и фильтр нижних…  

Достоинства и недостатки цсп

- высокая помехоустойчивость обеспечивается наличием в двоичном цифровом сигнале всего двух состояний. В связи с этим воздействие импульсной помехи… В аналоговой линии помеха существенно искажает форму сигнала, в то время как в…  

Компандирование в ЦСП

- число отсчетов n в заданном динамическом диапазоне равномерно распределено и при заданных критериях качества будет составлять n = 2000–4000; - защищенность системы передачи по отношению к шумам квантования ,

Линейные коды

Преобразование цифрового сигнала к виду, позволяющему передавать его с наименьшими энергетическими затратами, малым уровнем, называется… К таким кодам относятся блочные, биимпульсные коды, коды СМI, МЧПИ и др. Линейные коды делятся на однополярные и биполярные. Однополярные используются в основном в волоконно-оптичес-ких…

Синхронизация в ЦСП

В системах с ВРК принципиальным является четкое соблюдение временных соотношений импульсных последовательностей как на передающем, так и на приемном… - выполнение условий равенства тактовых частот принимаемого сигнала… fт пер = fт пр ;

Тактовая синхронизация

Основное назначение тактовой синхронизации – обеспечение темпа передачи и согласование скоростей передачи и приема информации. Нарушение тактовой… Рассмотрим способы реализации ТС. Они делятся на две группы: 1 – резонансные;… Рассмотрим алгоритм и принцип действия резонансного устройства выделения тактовой частоты (УВТЧ). Как известно из…

Цикловая синхронизация

       

Формирование группового сигнала

 

Рассмотрим сложившиеся к настоящему времени системы с временным группообразованием.

Межсимвольные искажения

Самостоятельная работа

Эти искажения связаны с подавлением высокочастотных составляющих спектра (искажение первого рода) и подавлением низкочастотных составляющих…     Рис. 4.42 – Цифровой сигнал при объединении… Для подавления межсимвольных искажений разработано много способов, наиболее распространенными из которых являются:

Первичный цифровой сигнал (икм-30)

Основным цифровым каналом (ОЦК) является канал со скоростью передачи 64 кб/с. Информация в этом канале в виде одного байта (восемь бит) передается с… tи=.

Шумы и помехи в цифровых системах передачи

Вместе с тем в ЦСП появляются новые виды шумов и помех, которые необходимо учитывать. К таким дополнительным шумам относятся шумы дискретизации,… В результате дискретизации мы получаем сигнал с АИМ. Система с АИМ…  

Шумы дискретизации

Если при дискретизации и передаче расстояния между отсчетами становятся не одинаковыми, то будут появляться шумы дискретизации, т.е. шумы… tд + Dti . (4.5) Величина Dti на каждом шаге есть случайная величина.

Шумы квантования Самостоятельная работа

Последовательные ошибки квантования в ИКМ-кодере в общем случае предполагаются распределенными по случайному закону и не коррелированными друг с…   с в

Шумы незагруженного канала

   

Шумы ограничения Самостоятельная работа

   

Объединение цифровых потоков

Объединение осуществляется следующим образом (рисунок 4.58). Входные цифровые последовательности поступают параллельно на входы запоминающих…  

Плезиохронная цифровая иерархия

Здесь на каждой ступени объединения группируются четыре цифровых потока и к ним добавляются служебные символы, в которых помещаются сигналы… Рассмотрим временной план вторичной группы (рисунок 4.63). Временной спектр… ступеней плезиохронной иерархии. Цикл передачи имеет длительность 125 мкс и состоит из 1056 позиций. Цикл разделен на…

Синхронная цифровая иерархия (SDH)

Перечислим следующие предпосылки создания SDH: 1. Активное внедрение цифровых систем передачи. 2. Недостатки системы плезиохронной цифровой иерархии (ПЦИ = PDH), а именно:

Линии связи.

  Основой телефонных сетей, сетей передачи данных, кабельного телевидения…  

Линии связи на симметричном кабеле.

Число пар проводников в кабеле может быть различным от 1 до 3000. В телефонии при домовой или квартирной разводке используются однопарные кабели ТРП… Абоненты Рисунок 5.1- Схема участка городской телефонной сети

Волоконнооптические кабели

Оптический кабель представляет из себя скрученные оптические волокна ( 4 – 32 штуки ) из кварцевого стекла. В них используется явление полного… Действительно, высокие значения несущей частоты позволяют передавать сигналы с… В радиоэлектронике, связи волновые процессы, как правило реализуются в устройствах, размеры которых соизмеримы с…

Радиоканалы

Рассмотрим основные достоинства такого способа передачи: 1. Беспроводной режим передачи. В этом случае не требуется прокладка… 2. Связь с подвижными объектами.

Распределение информации в цифровых системах передачи

 

Коммутация каналов и коммутация пакетов

При распределении цифровых потоков преимущественно используются две технологии коммутации: 1. Коммутация каналов (КК). Здесь (рис. 6.1) между двумя абонентами с помощью…

Пространственная коммутация

Основной функцией коммутатора является установление и разрыв соединения между двумя каналами передачи. Каналы передачи могут идти от коммутатора… Рисунок 6.5 - Коммутация местного соединения

Временная коммутация

Как было отмечено в разделе 6.1. временная коммутация имеет место только для цифровых потоков с временным разделением каналов. Здесь в одном…  

Основы построения и перспективы развития телекоммуникационных сетей.

 

Примеры телекоммуникационных сетей.

 

Современные магистральные телекоммуникационные сети строятся, как правило, на основе волоконно-оптических линий связи с применением либо технологий ВРК-SDH, либо ЧРК(аналоговое кабельное телевидение), либо передачи пакетов(АТМ, Gigabit Ethernet и д.р.). Рассмотрим в качестве примеров сети, реализуемые в Томской области.

 

Цифровая телекоммуникационная сеть SDH

Цифровая телекоммуникационная сеть SDH (рисунок 8.1) строилась поэтапно. В начале было построено волоконно-оптическое кольцо в г. Томске на базе… В связи с этим происходило модернизация сети путем введения на кольце модулей… Областной сегмент сети был выполнен на основе ВОЛС и цифровых радиорелейных линий (ЦРРЛ) в виде магистрали,…

Сеть передачи данных

Сеть передачи данных выполнена по комбинированной схеме путем построения выделенной магистральной сети с дополнением ее сегментами, наложенными на… К коммутаторам опорного кольца также по волоконно-оптическим каналам связи…  

Перспективы развития сетей.

Развитие телекоммуникационных сетей прежде всего связано с развитием услуг и качеством их предоставления. Сейчас на ряду с традиционными услугами… Одним из новых понятий стало понятие “контента”, т.е. информационного… - аудиосодержание (аудио) – звуковые композиции

Список использованной и рекомендуемой литературы.

2. Крук Б.И., Попантонопуло В.Н., Шувалов В.П. Телекоммуникационные системы и сети. Т.1 – «Горячая Линия – Телеком», 2003. – 648с. 3. Беллами Дж. Цифровая телефония: Пер. с англ. – М.: «Эко-Трендз», 2004.-… 4. Винокуров В.М. Цифровые системы передачи: учебное пособие /Томск. гос. ун-т систем упр. и радиоэлектроники. –…

– Конец работы –

Используемые теги: Телекоммуникационные, системы, сигналы, Каналы, электрической, связи, системы, связи, частотным, разделением, каналов, Цифровые, системы, передачи0.152

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ. СИГНАЛЫ И КАНАЛЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СВЯЗИ. СИСТЕМЫ СВЯЗИ С ЧАСТОТНЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ. ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Еще рефераты, курсовые, дипломные работы на эту тему:

ЛЕКЦИЯ 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ
План... Основные понятия и определения...

Построение Verilog-модели BER-тестера для проверки каналов связи телекоммуникационных систем
Пример схемы такого генератора приведен на рис. 1. Генератор выполнен на основе кольцевого сдвигового регистра RG с логическим элементом Исключающее… Если в исходном состоянии в регистре присутствует любой ненулевой код, то под… Каждый генератор формирует последовательность битов с максимальным периодом повторения, равным 2М 1. В такой…

Лекция 2 МНОГОКАНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ Понятие о многоканальных системах связи
Понятие о многоканальных системах связи... Основные характеристики каналов связи и требования к... Линии связи Понятие о многоканальных системах...

Лекция 1. Тема: Операционная система. Определение. Уровни операционной системы. Функции операционных систем. 1. Понятие операционной системы
Понятие операционной системы... Причиной появления операционных систем была необходимость создания удобных в... Операционная система ОС это программное обеспечение которое реализует связь между прикладными программами и...

Конспект лекций по дисциплине Системы и сети связи с подвижными объектами Курск 2011 Тема1: Классификация телекоммуникационных систем
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Юго Западный государственный университет... Факультет информатики и вычислительной техники...

Спроектировать многофункциональную систему связи на базе цифровой системы коммутации 5ESS для абонентов Ворошиловского района г.Донецка (Текст пояснительной записки - на украинском языке)
У складі блоку AM необхідна наявність наступних блоків - СС на базі комп ютера 3B21D, який відповідний за загальне керування системою 5ESS - MAS,… Максимальний об єм основної пам яті 128 Mb - DMAS, який забезпечує доступ АМ… У складі блоку СМ повинні використовуватися наступні блоки - Просторовий комутатор TMC, керуючий TMCUs. По…

Цифровые системы радиоавтоматики. Примеры реализации цифровых следящих систем
Опорный генератор на линии задержки с отводами (рис.1) обеспечивает формирование опорного сигнала с частотой, равной частоте задающего.

Цифровые частотные дискриминаторы, фильтры и генераторы опорного сигнала
Далее сигнал в цифровом виде поступает на два цифровые фильтра со смещенными резонансными частотами, являющиеся аналогом расстроенных контуров;… Дискриминатор, использующий принцип счета пересечений нулевого уровня (рис. 3)… За время подсчитывается число пересечений N и сравнивается с эталонным числом N0, предварительно записанным в счетчик.…

Разработка эскизного проекта цифровой системы передач
Это вызвано постоянно растущими потребностями пользователей в средствах доставки различной информации. С развитием техники цифровой передачи, а также с внедрением цифровых систем… Материальной основой ЦСИО станут цифровые системы связи и соответствующие им цифровые первичные сети связи,…

0.06
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • По категориям
  • По работам