Передача дискретных сообщений

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СВЯЗИ УКРАИНЫ

УКРАИНCКАЯ ГОСУДАРСТВЕНАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ им.А.С.ПОПОВА

КИЕВСКИЙ ИНСТИТУТ СВЯЗИ

КАФЕДРА ПЕРЕДАЧИ ДИСКРЕТНЫХ СООБЩЕНИЙ

Контрольная работа №2

«Системы документальной электросвязи»

Задание:

Задача №1.

Перечислите методы повышения верности при передаче дискретных сообщений (ПДС) по каналам с различными помехами.

Опишите работу дуплексной системы ПДС с решающей обратной связью, непрерывной передачей и блокировкой приемника. Постройте временную диаграмму работы системы с соблюдением масштаба, если заданы: время распространения сигнала связи tp=200мс, длина блока n=3000, скорость модуляции В=9,6кБод. Определите емкость М буферного накопителя передатчика и время блокировки приемника при обнаружении ошибки.

Задача №2

Перечислите основные и дополнительные функции современного модема для передачи данных по каналам телефонной связи, а также международные стандарты на модемы.

Постройте подробную функциональную схему модема для работы по каналу ТЧ, опишите функции и методы построения основных узлов схемы.

Рассчитайте вероятности ошибочного приема единичного элемента сигнала при использовании различных стандартных видов модуляции, а также пропускную способность непрерывного канала ТЧ, образованного дискретного канала и коэффициент использования канала ТЧ. Задано отношение мощностей сигнал/помеха Рс/Рш=16дБ в непрерывном канале, скорость модуляции принять соответственно стандартам.

Задача№3

Постройте структурную схему каналообразующей аппаратуры с ВРК, опишите назначение узлов и работу схемы. Изобразите временные диа­граммы при использовании для сопряжения оконечных устройств с дискретным каналом методов наложения (МП) и скользящего индекса с подтверждением (СИП).

Заданы: число N=6 дискретных каналов, скорость модуляции В=100бод и допустимые краевые искажения единичных элементов б=2,5% в дискретном канале.

Определите частоту дискретизации (импульсную несущую линейного сигнала) и ширину спектра линейного сигнала и сравните их значения для двух методов.

Определите, какое количество дискретных каналов с указанными выше параметрами может быть организовано в полосе капала ТЧ при методах МН и СИП, если применена передача с ЧМ-ДБП.

Задача№4

Опишите одну из сетей документальной электросвязи по следующему плану:

• назначение, история развития сети и ее современное состояние;

•структура , топология, основные вероятностно-временные и алгоритмические характеристики;

•технические средства сети, типы и параметры оконечного, коммутационного и каналообразующего оборудования;

•форматы и коды передаваемых сообщений;

• протоколы доступа к сети и взаимодействия абонентов, стандарты.

Задача №1:

1. Существуют два метода повышения верности принимаемых сообщений. Первый метод основан на улучшении качественных показателей каналов, что достигается обычно либо путем устранения самих причин появления ошибок, либо включением в канал некоторых дополнительных устройств, уменьшающих влияние помех.

Основными причинами, вызывающими ошибки, являются имтгульсные помехи н кратковременные перерывы.

Импульсные помехи обычно появляются при снижении переходного затухания между парами в одном кабеле, а также проникают из цепей питания. Поэтому поддержание на должном уровне переходного затухания между парами в кабеле, а также улучшение фильтрации в цепях питания, применение развязывающих питающих агрегатов приводит к существенному снижению потока импульсных помех и улучшению качественных показателей канала. Другая причина появления импульсных помех носит эксплуатационно-технический характер. Поток импульсных помех значительно возрастает при проведении обслуживающим персоналом всевозможных профилактических работ на магистрали во время работы связи (всякого рода переключения, подключения измерительных приборов, чистка контактов и т. п.). Устранение появления импульсных помех в данном случае может быть достигнуто только путем повышения технической культуры эксплуатации связей.

Причиной возникновения кратковременных перерывов является обычно низкое качество контактов аппаратуры связи, а также причины, имеющие эксплуатационный характер. Значительное снижение частости появления кратковременных перерывов достигается использованием аппаратуры связи с более качественными контактами (например, при замене декадно-шагового коммутационного оборудования на координатное, квазиэлектронное и электронное), а также повышением технической культуры эксплуатации

связей.

Значительное улучшение качества канала связи, особенно при организации связей большой протяженности или использование сравнительно высоких скоростей передачи, достигается включением в канал дополнительных устройств — регенеративных трансляций и фазовых корректоров. В ряде случаев это значительно повышает верность приема.

Улучшение качественных характеристик каналов с целью повышения верности приема всегда связано с определенными материальными затратами, которые в ряде случаев могут оказаться весьма высокими. Поэтому большое значение имеют широко применяющиеся в технике передачи данных методы повышения верности приема, не требующие улучшения качества канала. Эти методы основаны на внесении в передаваемый сигнал определенной избыточности. Вводимая в передаваемый сигнал избыточность вносит дополнительные условия, проверка соблюдения которых на приеме позволяет обнаружить факт искажения сигнала, а также сравнить принятый искаженный сигнал с соответствующим неискаженным.

Любые методы внесения избыточности в передаваемый сигнал связаны с увеличением объема сигнала, т. е. с увеличением либо мощности сигнала, либо ширины спектра, либо времени передачи. Возможности повышения верности приема путем увеличения мощности и ширины спектра при передаче дискретной информации по стандартным каналам связи довольно ограничены, поэтому преимущественное применение, получил метод введения избыточности путем увеличения времени передачи сигнала Этот метод может быть реализован в двух разновидностях - использованием для передачи дискретной информации пониженной по отношению к номинальному значению скорости и применением корректирующих кодов. Понижение скорости при работе по каналам невысокого качества получило широкое применение. Так, во многих типах АПД, работающих по каналам тч, предусматриваются две и более скорости модуляции (например, 600 и 1200 бод), причем с меньшей скоростью обычно ведется работа на большие расстояния, а также работа по каналам с суженной полосой пропускания (300—2700 Гц).

Применение корректиоующих кодов является более эффективным методом повышения верности, чем работа с пониженной скоростью. Оба этих метода не следует противопоставлять друг другу. Использование корректирующих кодов является методом более общим, а понижение скорости передачи можно считать частным случаем применения корректирующего кода.

2. В системе с РОС с блокировкой передача очередной кодовой комбинации производится, не дожидаясь приема по обратному каналу сигнала обратной связи, что позволяет существенно повысить скорость передачи полезной информации.

Принцип работы данной системы (рис.1.1), в которой сигналом «запрос» является разрешенная кодовая комбинация.

Рис. 1.1. Функционная схема АПД с РОС

По сигналу «ввод» передаваемая информация поступает в кодер, кодируется кодом, обнаруживающим ошибки, и передается в дискретный канал связи. Одновременно она запоминается в буферном накопителе. В приемнике противоположной станции принимаемая последовательность поступает в декодер и декодируется в нем. Если при этом ошибок не обнаруживается, то информационные разряды, накопленные в буферном регистре декодера, поступают к потребителю информации. Если обнаружена ошибка, то вырабатывается сигнал «ошибка», который стирает со­держимое буферного регистра декодера и через устройство управления воздействует на датчик комбинации «запрос», которая посылается на противоположную станцию. Кроме того, прекращается выдача сигнала «ввод», а следовательно, и передача информации. После передачи комбинации «запрос» информация, накопленная в буферном накопителе, через ключ К передается в дискретный канал.

На противоположной станции комбинация «запрос» регистрируется дешифратором служебной комбинации, который вырабатывает специальный сигнал, который поступает на устройство управления, которое производит те же операции, что и при получении сигнала обнаруженной ошибки: посылает комбинацию «запрос», вслед за чем передает содержимое буферного накопителя.

Временная диаграмма работы системы иллюстрируется рис.1.2 Символ S обозначает искаженную кодовую комбинацию, комбинация «запрос» обозначена как ЗК.

Рис 1.2 Временная диаграмма работы дуплексной системы с РОС

Если комбинация «запрос», передаваемая станцией Б исказится, то приемник станции А воспримет ее как искаженную кодовую комбинацию; на станцию Б при этом будет передана запросная комбинация и т. д. Процесс переспроса не изменится и сбоя в работе не произойдет. Искажение комбинации «запрос», передаваемой станцией А, не имеет значения, так как приемник станции Б, будучи заблокированным, ее не воспринимает. При одновременном искажении комбинаций в обоих направлениях сигналы «запрос» посылаются и в том, и в другом направлениях. В результате происходит блокировка приемников. Передатчики начинают передавать информацию, накопленную в буферных накопителях, после чего восстанавливается нормальная работа связи.

Если в комбинации «запрос» имеется необнаруженная ошибка. На противоположной станции искаженная запросная комбинация воспринимается как разрешенная кодовая и продолжается передача информации. В то же время приемник станции, пославший запросную комбинацию, заблокирован, при этом теряется М кодовых комбинаций.

В том случае, когда в одном из направлений отсутствует информация для передачи, прибегают к передаче так называемой «фиктивной» информации, не выдаваемой из АПД потребителю. Необходимость в передаче «фиктивной» информации вытекает из требования поддержания импульсной и цикловой синхронизации в канале передачи данных с тем, чтобы обеспечить нормальные условия передачи сигнала «запрос» в любой момент времени.

3.

а) время блокировки приемника:

T = 3tk + 2tp

Где: tk – время передачи кодовой комбинации,

tp – время распространения сигналов в канале.

tk = nt = n/B; tk = 3000/9,6·103 = 312.5 мс.

tp = 200 мс.

Т = 3·312.5 + 2·200 = 1337.5 мс.

б) емкость буферного накопителя:

М = < 3 + 2 tp / tk >;

М = < 3 + 2·200/312.5 > = <4,28> = 5 к.к.

Задача №2

1.

Oсновные функции, выполняемые модемом:

·        передача дискретной информации по каналу связи;

·        сжатие передаваемой информации и коррекция ошибок, возникших при передаче ;

·        спецификация цепей стыка между модемом и компьютером .

Дополнительные функции:

Передача и прием факсимильных сообщений, аппаратный АОН, автоответчик, голосовая почта, Voice и ASVD или DSVD, аппаратная защита модема паролями, удаленное конфигурирование и прослушивание записанных сообщений, обратный звонок, и т.д.

Протоколы связи

Протоколы связи, которые всегда реализованы в модеме на аппаратном уровне, определяют самое важное - скорость передачи и метод модуляции аналогового сигнала цифровым. Модем, который не соблюдает какой-либо из этих протоколов, просто не сможет связаться ни с каким другим модемом. В настоящее время самые распространённые протоколы связи определяются рекомендациями МККТТ(Международного консультативного комитета по телефонии и телеграфии). Вот основные из этих стандартов:

V.21 Очень древний стандарт для скорости 300bps.

V.22 Тоже древность, скорость до 1200bps.

V.22bis Включает в себя V.22, но поддерживает скорость до 2400bps.

V.32 Обеспечивает скорость до 9600bps. Поддерживается большинством выпускаемых сейчас модемов.

V.32bis Усовершенствованный V.32, предусматривающий скорость до 14400bps. До недавнего времени это был самый последний скоростной протокол, который являлся промышленным стандартом. Если говорилось, что модем работает на скоростях до 14400, то подразумевалось, что он использует именно этот протокол для работы. Протокол хорош при работе на хороших и средних линиях, но если Вам не повезло, и нет возможности поменять номер (АТС, место жительства, страну проживания), то при работе на V.32bis могут быть проблемы. В частности, он очень неустойчив, если на линии периодически возникает треск или имеется тихий, но сплошной шум. В случае шума протокол просто не даст вам скорости, обеспечивая каких-нибудь 200-300 cps (символов в секунду) при работе на любой скорости от 4800 до 14400 вместо положенных 1600 на 14400. В случае же тресков он имеет довольно большую вероятность просто слететь с линии по причине невозможности выполнить пересогласование контуров приёма-передачи (retrain). Кроме того, есть ряд линий, где V.32bis не работает вообще. Достаточно распространенное кое-где мнение о том, что скоростные протоколы на наших плохих линиях, практически, неработоспособны, связано именно с этими проблемами V.32bis.

V.34 Разработан в 1994г. Расчитан на скорости до 28800bps. Пока не был официально утверждён под именем V.34, производители модемов, опережая события, выпускали устройства на 28800bps, совместимые с ещё не существующим стандартом (который тогда называли условно V.fast или V.fc). V.34 пришёл на смену давно устаревшему промышленному стандарту V.32bis. В отличие от последнего, реализующего скорости от 4800 до 14400 bps, протокол V.34 позволяет работать на тех же самых линиях со скоростями 2400-28800, то есть, в два раза быстрее, отличаясь при этом не меньшей, а большей надёжностью и устойчивостью к возмущениям на линии. Такие особенности, как встроенный (заложенный в спецификацию протокола) аналог ASL (tm) by USRobotics, дают возможность получить на конкретной линии всё то, что только возможно. А возможность компрессии данных с помощью протокола V.42bis даёт производительность до 10000 символов в секунду (примерно 5 печатных листов).

ASL (tm) (Adaptive Speed Leveling) - это запатентованное фирмой USRobotics расширение протокола V.32bis, направленное на повышение производительности работы в условиях изменяющегося качества линии. Помимо таких стандартных средств, как fall-back и fall-forward (то есть, автоматического понижения и повышения скорости связи при изменении состояния линии; кстати, модемы серии Sportster умеют только снижать скорость, но не повышать ее) ASL включает в себя такие возможности, как Quick Connect (QC), Quick Retrain (QR) и независимую подстройку скоростей в каналах приема-передачи. QC и QR обеспечивают установление связи между двумя модемами за 5 секунд в отличие от 12-15 при обычной процедуре коннекта. Если сам коннект (собственно, установление соединения после дозвона) ещё можно подождать, то особенно заметно неудобство протокола V.32bis при наличии периодических шумов в линии, вызывающих частые или постоянные ретрейны. В этом случае разница по длительности в 8 или 2 секунды соответственно без и с ASL при многократном повторении становится уже заметной и потеря времени на ретрейны способна значительно снизить суммарную производительность передачи данных. Hезависимая подстройка скоростей в каналах приема-передачи - вторая основная особенность технологии ASL. Большинство телефонных линий несимметричны по качеству. В частности, бывает так, что в одном направлении модем способен работать на 14400, а в другом - только на 4800. Все модемы в такой ситуации свяжутся на минимально возможной, а именно 4800. Исключением является модемы серии Courier with ASL: они в такой ситуации допускают работу на разных скоростях в разных направлениях: 14400 в одном и 4800 в другом. Если направление с лучшим качеством совпадает с основным потоком передаваемых данных, то Вы получаете значительное сокращение времени передачи. Если добавить к вышесказанному ещё и способность в процессе связи подстраивать скорости также независимо при изменении условий как в худшую, так и в лучшую стороны, то очевидно, что ASL стоит того, чтобы платить за нее дополнительные деньги: как и HST, ASL присутствует только в моделях серии Courier. В моделях серии Sportster ASL, как и HST, нет.

Страницы: 1, 2, 3, 4