Лекции по Синхронной цифровой иерархии SDH (СЦИ)   

1. Основы цифровых технологий передачи данных

1.1. Особенности канала связи

Для передачи голоса или данных, рассматриваемых в общем случае как сигнал, имеющий определенные характеристики, используется канал связи, организуемый между передатчиком и приемником. Один из основных вопросов заключается в том, может ли этот сигнал быть принят без искажений. Если нет, то насколько он искажается при прохождении по каналу связи. Уровень допустимых искажений сигнала, а точнее отношение сигнал/шум, согласно известной формуле Шеннона-Хартли [1], определяет, наряду с шириной полосы пропускания, емкость канала связи или допустимую скорость передачи сигнала. Аналоговый сигнал, непосредственно передаваемый по каналу связи, может быть искажен по амплитуде, фазе и частоте или временному масштабу. Эти искажения являются следствиями естественных или искусственных ограничений канала связи, например на динамический диапазон и полосу пропускания.

При передаче сигнала на дальние расстояния энергетически выгодно использовать высокочастотную несущую, параметры которой модулируются передаваемым сигналом. Для передачи голоса по каналам связи обычно используют два метода модуляции несущей: амплитудную(AM) и частотную (ЧМ). В процессе модуляции (а это операция нелинейная) симметрично несущей f0 появляются левые и правые боковые частоты to ± nDf, здесь Dt - основная полоса частот, занимаемая сигналом. Для AM n = 1, для ЧМ л зависит от индекса модуляции и может быть принято равным, например, 7 [1]. Полоса частот, занимаемая модулируемым сигналом (или его спектр), которая и составляет в этом случае требуемую ширину полосы частот канала передачи, равна для AM 2Df, a для ЧМ 14Df ЧМ передача позволяет существенно уменьшить искажения передаваемого сигнала, особенно в канале с паразитной амплитудной модуляцией и затуханиями амплитуды, каким является радиоэфир, однако требует и существенного (в нашем случае в 7 раз) расширения требуемой полосы частот канала связи. На это идут, если передаваемый сигнал один, как например в УКВ ЧМ трансляции, которая позволяет передавать 15 кГц речевого спектра, но требует полосы канала 210 кГц [1]. AM трансляция передает основную полосу частот - 5 кГц, требуя полосы канала всего 10 кГц.

Системы связи ассоциируются у нас с системами передачи голоса или телефонной связи, которые только в последнее время в связи с развитием модемной и факсимильной связи стали использоваться для передачи данных. Ясно, что эти системы рассчитывались и оптимизировались на передачу речи. Из экономических соображений системы телефонной связи строились как многоканальные системы, использующие различные методы уплотнения каналов для передачи по кабелю все большего и большего числа каналов (телефонных разговоров) одновременно. Из приведенного выше примера ясно, что при выборе метода модуляции предпочтение было отдано AM. Более того основная полоса частот передаваемого речевого спектра была оптимизирована по индексу артикуляции (принятому равным 0.7), соответствующему уровню разборчивости слов 85-90%, и составила 3100 Гц. Эта полоса размещалась в диапазоне 300-3400 Гц [1].

Учитывая, что указанная полоса частот должна фильтровываться реальным, а не идеальным, аналоговым полосовым фильтром, имеющим конечную крутизну спада частотной характеристики в переходной полосе, было предложено использовать полосу в 4 кГц в качестве расчетной ширины основной полосы стандартного телефонного канала (защитная полоса между двумя соседними каналами при этом составляет 900 Гц).



*****
© Банк лекций Siblec.ru
Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.