Шпаргалка по "Системам информационных технологий"

 

Кабельное телевидение

Системы кабельного телевидения имеют  потенциальную возможность организации  двустороннего обмена информацией  между абонентом и головной станцией (в диапазоне частот, расположенных  ниже стандартных телевизионных  каналов, например, 5÷30 МГц), Наибольшее распространение среди различных  схем построения СКТ получила древовидная  структура с аналоговым способом передачи сигналов и частотным разделением  каналов в метровом диапазоне  волн.

Качественные показатели СКТ во многом определяются качеством сигнала  на выходах антенн; требования к  коэффициенту усиления антенн - порядка 5-8 дБ (в зависимости от диапазона), к помехозащищённости - порядка 20-30 дБ. Несмотря на использование довольно эффективных антенн, качество приёма во многом зависит от места расположения, определяемого обычно эмпирическим путем.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32. Структурная схема обработки речи в стандарте GSM. Функции блоков.

Каждая из ячеек обслуживается своим передатчиком с невысокой выходной мощностью  и ограниченным числом каналов связи. Это позволяет без помех использовать повторно частоты каналов этого  передатчика в другой, удаленной  на значительное расстояние, ячейке. Теоретически такие передатчики можно использовать и в соседних ячейках. Но на практике зоны обслуживания сот могут перекрываться  под действием различных факторов, например, вследствие изменения условий  распространения радиоволн. Поэтому  в соседних ячейках используются различные частоты. Обычно антенны  базовых станций имеют круговые диаграммами направленности (передача сигнала одинаковой мощности по всем направлениям).

Основные  характеристики стандарта GSM

• FDD - частотное дуплексирование: полосы частот передачи и частот приема разнесены.
• FDMA - частотное разделение рабочего диапазона. В полосе 25 МГц организует 120 несущих частот.
• TDMA - временное разделение на 1 несущей частоте организуется 8 временных окон.

Обработка речи в данном стандарте  осуществляется в рамках принятой системы  прерывистой передачи речи DTX (Discontinuous Transmission), которая обеспечивает включение передатчика только тогда, когда пользователь начинает разговор и отключает его в паузах и в конце разговора. Система DTX управляет детектором активности речи VAD (Voice Activity Detector), который обеспечивает обнаружение и выделение интервалов речи с шумом и без шума речи даже в тех случаях, когда уровень шума соизмерим с уровнем речи.

Основные характеристики стандарта GSM:

• частоты передачи мобильной (МС) и приема базовой станции (БС) 890-915 МГц;
• частоты приема мобильной и передачи БС 935-960 МГц;
• ширина полосы одного канала Df_k=200 кГц;
• ширина полосы системы 50 МГц;
• максимальное количество радиоканалов – 124;
• максимальное количество радиоканалов в БС - 16-20;
• количество речевых каналов на несущей - 8;
• алгоритм преобразований речи – RPE-LTP;
• скорость преобразования речи – 13 Кбит/с;
• скорость передачи информации – 270 Кбит/с;
• вид модуляции – 0,3 GMSK;
• радиус соты –5-35 км;
• мощность передачи: БС – до 44 Вт (13 дБ*Вт), МС – 1 Вт (3 дБ*Вт).

В результате этих преобразований каждый отсчет уровня исходного аналогового  сигнала представляется в виде зашифрованного сообщения, состоящего из 114 бит – двух самостоятельных блоков по 57 бит, разделенных между собой эталонной (обучающей) последовательностью 26 бит. При приеме этой последовательности определяется характер искажений в тракте распространения сигнала; характеристики приемника формируются уже применительно к конкретным условиям работы в данный момент времени.

По обучающей последовательности производят настройку эквалайзера. Временной интервал пакета имеет  длительность 0,577 мс. В его состав кроме двух блоков по 57 бит и обучающей последовательности включается:

• 2 концевых комбинации TB (Tail Bits) по 3 бита каждая;
• 2 контрольных бита, разделяющих зашифрованные биты сообщения;
• защитный интервал GP (Guard Period) длительностью, равной времени передачи 8,25 бита.

Это означает, что интервал NB содержит 156,25 бит, а длительность одного бита составляет 3,69 мкс.

Каждый интервал кадра обозначается от 0 до 7, т.е. в одном кадре одновременно могут передаваться 8 речевых каналов. Физический смысл временных интервалов, которые иначе называются окнами, - это время, в течение которого осуществляется модуляция несущей  цифровым информационным потоком соответствующим  речевому сообщению или данным.

Цифровой информационный поток  представляет собой последовательность пакетов, размещаемых в этих временных  интервалах (окнах). Пакеты формируются  немного короче, чем интервалы, их длительность составляет 0,546 мс, что необходимо для приема сообщения при наличии временной дисперсии в канале распространения. Общая длительность одного TDMA-кадра составляет 4,615 мс.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

33. Технология EDGE

Развитием GSM является его дополнение технологией EDGE (Enhanced Data Rates over Global Evolution), позволяющая увеличить скорость передачи данных в радиоканале.

Технология EDGE предусматривающая замену вида модуляции: Гауссовой ЧММС на 8-ФМ. Это позволяет при сохранении символьной скорости передачи в радиоканале 271 ксимв./с увеличить скорость передачи данных в 3 раза, поскольку сигнал 8-ФМ имеет 8 позиций и каждая из них соответствует комбинации из трех бит (рис. 2.3). В результате появляются новые каналы передачи данных E-TCH (Enhanced Traffic Channel) со скоростями 28,8; 32 и 43,2 кбит/с в одном ВИ.

Рис. 2.3 -  8-ФМ

Модуляция 8-ФМ обладает меньшей помехозащищенностью, чем Гауссова ЧММС, поэтому ее следует использовать в каналах с высоким отношением сигнал/помеха. Если при скорости передачи в одном ВИ 9 кбит/с требовалось защитное отношение сигнал/помеха в 9 дБ, то при применении 8-ФМ необходимое защитное отношение возрастает до 15-17 дБ. Поэтому в сетях GSM - EDGE обеспечивают адаптивное изменение скорости передачи в соответствии с вариациями характеристик канала связи.

34. Технология GEPON

Основными отличиями  технологии для организации пассивных  оптических сетей – Passive Optical Network, PON - от классических оптических каналов связи являются использование для агрегации трафика пассивного оборудования – оптических сплиттеров – и высокая плотность портов.

Сеть PON состоит из нескольких элементов – коммутатора  на узле связи, линий связи с пассивными сплиттерами в узлах сети и модемов на стороне абонентов. К каждому модему поступают все пакеты от коммутатора, а во время передачи используется временное мультиплексирование кадров (рис. 4 и 5).

 

Рис. 4. Передача данных в прямом канале

Рис. 5. Передача данных в обратном канале .

Коммутатор позволяет  по одному волокну подключить до 32 или  даже 64 абонентов. Общая скорость передачи данных составляет 1,25 Гбит/с. Для приема и передачи используются лазеры с разной длиной волны – 1490 нм для передачи и 1310 для приема. При необходимости возможно добавление в канал и аналоговых кабельных телевизионных каналов (100 и более), которые модулируются лазером на 1550 нм. В зависимости от конкретной схемы сети и использованного оборудования, общая протяженность канала может составлять до 20 км. Кабель прокладывается от порта коммутатора в виде дерева. Сплиттеры, устанавливаемые в узлах, чрезвычайно неприхотливы – не требуют электропитания, настройки и управления, термошкафов, недороги и очень компактны. Это позволяет размещать их, например, в уже имеющихся телефонных распределительных шкафах. Простейшие оконечные устройства представляют собой конвертеры оптика–кабель со встроенным фильтром MAC–адресов. В случае использования телевидения, в модем устанавливается еще один приемник, а на телевизор выводится обычный высокочастотный кабель.

Из положительных  сторон PON нужно отметить:

• минимальное использование активного оборудования;
• минимизация кабельной инфраструктуры;
• низкая стоимость обслуживания;
• возможность интеграции с кабельным телевидением;
• хорошая масштабируемость;
• высокая плотность абонентских портов.

В тоже время при  рассмотрении технологии нужно учесть и ее специфику, особенно в сравнении  с линиями «точка–точка»:

• разделяемая между абонентами полоса пропускания,
• общая среда может не подойти клиенту с точки зрения безопасности,
• пассивные сплиттеры затрудняют диагностику оптической линии,
• возможно влияние неисправности оборудования одного абонента на работу остальных,
• меньшая выгода в случае реализации на этапе строительства.

35.Технологии семейства xDSL

Сокращение DSL расшифровывается как Digital Subscriber Line (цифровая абонентская линия). DSL является технологией соединяющих телефонные станции с индивидуальными абонентами. Любой абонент, пользующийся обычной телефонной связью, имеет возможность с помощью технологии DSL значительно увеличить скорость своего соединения с сетью Интернет. Следует помнить, что для организации линии DSL используются именно существующие телефонные линии; DSL представляет собой технологию, которая исключает необходимость преобразования сигнала из аналоговой формы в цифровую форму и наоборот. Цифровые данные передаются на компьютер именно как цифровые данные, что позволяет использовать гораздо более широкую полосу частот телефонной линии. При этом существует возможность одновременно использовать и аналоговую телефонную связь, и цифровую высокоскоростную передачу данных по одной и той же линии, разделяя спектры этих сигналов.

DSL представляет  собой набор различных технологий, позволяющих организовать цифровую  абонентскую линию (табл. 1). Следует  учитывать соотношение между  расстоянием, на которое передается  сигнал, и скоростью передачи  данных, а также разницу в скоростях  передачи «нисходящего» (от сети  к пользователю) и «восходящего»  (от пользователя в сеть) потока  данных.

Таблица 1 – Характеристики технологий семейства xDSL

Технология DSL	Максимальная скорость (прием/передача)	Максимальное расстояние
ADSL	24 Мбит/с / 3,5 Мбит/с	5,5 км
IDSL	144 кбит/с	5,5 км
HDSL	2 Мбит/с	4,5 км
SDSL	2 Мбит/с	3 км
VDSL	65 Мбит/с / 35 Мбит/с	1,5 км на max. скорости
SHDSL	2,32 Мбит/с	7,5 км
UADSL	1,5 Мбит/с / 384 кбит/с	3,5 км на max. скорости

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line — асимметричная цифровая абонентская линия). Данная технология является асимметричной, то есть скорость передачи данных от сети к пользователю значительно выше, чем скорость передачи данных от пользователя в сеть.. Технология ADSL обеспечивает скорость «нисходящего» потока данных до 24 Мбит/с и скорость «восходящего» потока данных до 3,5 Мбит/с. ADSL позволяет передавать данные на расстояние до 5,5 км по одной витой паре проводов. 

R-ADSL (Rate-Adaptive Digital Subscriber Line — цифровая абонентская линия с адаптацией скорости соединения). Технология R-ADSL обеспечивает такую же скорость передачи данных, что и технология ADSL,. При использовании технологии R-ADSL соединение на разных телефонных линиях будет иметь разную скорость передачи данных. Скорость передачи данных может выбираться при синхронизации линии, во время соединения или по сигналу, поступающему от станции.

G. Lite (ADSL.Lite) представляет собой более дешёвый и простой в установке вариант технологии ADSL, обеспечивающий скорость «нисходящего» потока данных до 1,5 Мбит/с и скорость «восходящего» потока данных до 512 Кбит/с.

IDSL (ISDN Digital Subscriber Line - цифровая абонентская линия IDSN) обеспечивает дуплексную передачу данных на скорости до 144 Кбит/с. В отличие от ADSL возможности IDSL ограничиваются только передачей данных. В отличие от ISDN линия IDSL является некоммутируемой линией, Также линия IDSL является «постоянно включенной.

HDSL (High Bit-Rate Digital Subscriber Line — высокоскоростная цифровая абонентская линия). Технология HDSL предусматривает организацию симметричной линии передачи данных. Благодаря скорости передачи (2,048 Мбит/с по трем парам проводов)  Технология HDSL2 обеспечивает характеристики, аналогичные технологии HDSL, но при этом использует только одну пару проводов.

SDSL (Single Line Digital Subscriber Line — однолинейная цифровая абонентская линия). обеспечивает симметричную передачу данных со скоростями, соответствующими скоростям линии Т1/Е1, но при этом технология SDSL имеет два  отличия. Во-первых, используется только одна витая пара проводов, а во-вторых, максимальное расстояние передачи ограничено 3 км.