Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
16
Лекция № 8
Раздел 2. Системы передачи дискретных сообщений.
Тема лекции: Регистрация сигналов в системах ДЭС. Перспективы развития ДЭС
Цель: Изучить основные методы регистрации сигналов в системах ПДС. Ознакомиться с перспективами развития СДЭС.
Учебные вопросы:
1. Регистрация сигналов.
2. Перспективы развития СДЭС.
1. Регистрация сигналов.
В системе ПДС иногда выделяют дискретный канал непрерывного времени. Если на выходе дискретного (или строго дискретного) канала имеем сигнал, являющийся дискретной функцией дискретного времени, то на выходе дискретного канала непрерывного времени сигнал является дискретной функцией непрерывного времени. Часто дискретный канал непрерывного времени называют каналом постоянного тока (КПТ), так как на его выходе сигналы имеют форму импульсов постоянного тока (ИПТ).
Пусть на вход канала постоянного тока поступает последовательность прямоугольных импульсов длительностью τо. Фиксируемое значение состояния представляющего параметра сигнала называется значащей позицией. Момент, в который происходит смена значащей позиции сигнала, называется значащим (ЗМ). Интервал времени между двумя соседними значащими моментами сигнала называется значащим (ЗИ).
Если на выходе канала все ЗМ смещены (задержаны) относительно исходных на одинаковое время, определяемое конечным временем распространения сигнала, то ЗМ совпадают с идеальными, а ЗИ — с идеальными ЗИ. При этом ЗИ сигналов на выходе канала равны соответствующим ЗИ сигналов, подаваемых на вход канала. Однако причиной смещения ЗМ относительно исходного положения может быть не только запаздывание, обусловленное конечным временем распространения сигнала, но и другие факторы. При этом элементы, передаваемые в канале, искажаются только по длительности. Возможны случаи, когда последовательности на выходе канала, смещаются на время и элементы не искажаются, и когда элементы изменили свою длительность — появились искажения, называемые краевыми.
Для характеристики смещения каждого из ЗМ сигнала относительно идеального ЗМ вводят понятие индивидуального краевого искажения. Для i-гo ЗМ это смещение равно. Индивидуальное краевое искажение, отнесенное к длительности единичного временного интервала, называют относительным.
Смещение ЗМ относительно идеального вправо принято считать положительным, а влево — отрицательным. Максимальный разброс смещений ЗМ на интервале анализа определяет степень изохронного искажения.
Различают три вида краевых искажений: преобладания, случайные и характеристические. Преобладания выражаются в том, что элементы одного знака удлиняются, а другого соответственно укорачиваются.
Случайные краевые искажения обусловлены действием в канале помех. При этом величина искажения имеет случайный характер.
Характеристические искажения — это искажения, определяемые характером передаваемой последовательности. Они возникают в том случае, если за время τо переходный процесс не успевает установиться. Так как передаваемая последовательность имеет случайный характер, то и характеристические искажения будут случайными по времени. При передаче последовательности чередующихся элементов (10101010 и т. д.) характеристические искажения отсутствуют.
Помимо краевых искажений возможны дробления передаваемой последовательности элементов. При этом один элемент длительности то превращается в несколько более коротких (дробится). Дробления характеризуются частотой их появления и плотностью распределения длительности дроблений.
Знание характеристик краевых искажений и дроблений в КПТ позволяет оценить качество канала связи с точки зрения его пригодности для передачи дискретных сообщений. При этом немаловажен тот факт, что оценка величин краевых искажений и интенсивности дроблений возможна в процессе передачи информации по каналу связи.
Сигнал, поступающий с выхода КПТ, должен быть отождествлен с «0» или «1». Необходимо произвести также запоминание значащей позиции сигнала данных.
Процесс определения и запоминания значащей позиции сигнала данных называется регистрацией. Устройство регистрации сигналов, обеспечивающее минимальную вероятность неправильного приёма рош, называется оптимальным. Реализация оптимального устройства регистрации вызывает определенные трудности, и поэтому на практике применяют упрощенные методы регистрации, которые хотя и проигрывают в помехоустойчивости оптимальному, однако проще в реализации. К числу наиболее распространённых методов регистрации относятся метод стробирования и интегральный.
При регистрации методом стробирования вид принимаемого элемента («О» или «1») определяется на основании анализа знака импульса постоянного тока (сигнала на выходе КПТ) в середине единичного интервала. Любое смещение момента регистрации относительно середины единичного интервала приводит к увеличению вероятности неправильной регистрации сигнала.
Например, передается последовательность 10101. На выходе входного устройства Вх.У импульсы постоянного тока имеют прямоугольную форму, но искажены по длительности. Ключи Кл1 и Кл2 открываются одновременно на время поступления строб импульса. Поступление импульсов стробирования в моменты, соответствующие серединам единичных интервалов, обеспечивается применением устройств поэлементной синхронизации. При этом сигнал появляется или на выходе Кл1 или Кл2. В зависимости от этого выходное устройство Вых.У фиксирует «1» или «0». Если смещение ЗМ относительно идеального положения не превышает О,5 τо, то элемент сигнала регистрируется правильно. Величина, на которую допускается смещение ЗМ, не вызывающее неправильный прием, определяет исправляющую способность приёмника (или телеграфного аппарата). В нашем случае исправляющая способность (теоретическая) равна 0,5 τо или 50%.
При интегральном методе регистрации решение о виде принятого элемента выносится на основе анализа сигнала с выхода интегратора. Этот сигнал является дискретной функцией непрерывного времени.
Интегрирование осуществляется на интервале, соответствующем неискаженному элементу.
Интегральный метод часто реализуется на основе многократного стробирования сигнала uBX(t) в N точках. Тактовые импульсы (стробоимпульсы) проходят на вход счётчика Сч. За время действия неискаженной токовой посылки (на интервале τ0) появляется N тактовых импульсов. Если на выходе Кл на единичном интервале появится строб импульсов, то можно сделать вывод о том, что принята «1». В конце единичного интервала, определяемого с помощью устройства поэлементной синхронизации, показания счетчика считываются, и он обнуляется.
Сравним помехоустойчивость методов стробирования и интегрального при действии краевых искажений. Поскольку при регистрации методом стробирования посылка регистрируется в середине, то допускается смещение любого из ЗМ на величину, не превышающую 0,5τ0. При регистрации интегральным методом суммарное смещение границ не должно превышать О,5τо - очевидно, что последнее условие выполняется с меньшей вероятностью.
В последние годы ведется поиск простых в реализации, но достаточно эффективных (близких по помехоустойчивости к оптимальным) методов регистрации. Предложен ряд методов, среди которых рассматриваемые ниже много интервальный и интегрирования с весовой функцией.
Особенность много интервального метода заключается в отказе от обязательной обработки сигнала на единичном интервале т0. Интервал обработки, на котором осуществляется регистрация интегральным методом, выбирается в зависимости от характера искажения ИПТ. Алгоритм выбора интервала обработки заключается в следующем. Если поступает посылка, содержащая две границы (два ЗМ), причем каждая из границ смещена относительно идеального положения не больше, чем на заданное предельное значение, то посылка интегрируется в интервале времени, ограниченном этими двумя границами. Если же смещение границы (обеих границ) превышает предельное значение, то граница (границы) заменяются тактовым импульсом (импульсами), вырабатываемыми системой поэлементной синхронизации. В случае, когда в поступающем элементе сигнала (посылке) нет границы (границ), т. е. поступают подряд несколько одинаковых посылок, то по-прежнему отсутствующая граница заменяется тактовым импульсом. Когда в интервал времени, ограниченный предельными смещениями границ (интервал фиксации границ t<ф), попадает несколько границ (появляются ложные границы), то интегрирование сигнала начинается (кончается) при появлении первой поступившей границы.
Регистрация посылки обычным интегральным методом производится в интервале соответствующем случаю неискаженного приёма посылки, при этом захватываются предыдущий и последующий элементы. При много интервальном способе интегрирование осуществляется в интервале, что позволяет лучше использовать энергию сигнала.
Вероятность ошибки можно также уменьшить, применяя регистрацию с весовой функцией. Если известен характер искажений различных участков на длительности единичного элемента, то отсчёт необходимо производить с различным весом: там, где искажения появляются реже, вес необходимо увеличить и наоборот. Описанные ранее методы регистрации — интегральный и стробирования — можно рассматривать как частный случай метода регистрации с весовой функцией. При интегральном методе вес берется одинаковым на всем интервале регистрации τo, а при стробировании средняя часть берётся с весом 1, а все остальные части с весом 0 (не учитываются).
Понятие «изохронное искажение» относится к изохронным сигналам. При рассмотрении стартстопных сигналов пользуются понятием стартстопных искажений. Для пояснения сущности этого понятия рассмотрим принцип регистрации стартстопных сигналов методом стробирования. Для регистрации посылок, входящих в состав стартстопного сигнала, необходимо обеспечить поступление стробимпульсов в моменты, соответствующие серединам единичных интервалов принимаемых посылок. Стартстопный сигнал относится к асинхронным сигналам с известной структурой. Момент его появления на приеме непредсказуем, поэтому необходимо осуществить привязку вырабатываемых в приёмнике стробимпульсов к стартстопному переходу. Очевидно, что смещение стартстопного перехода относительно его идеального положения в сторону отставания или опережения на величину tc вызовет и смещение моментов регистрации относительно середины единичных интервалов регистрируемых посылок на ту же величину tc. При этом ухудшаются условия регистрации посылок — уменьшается на величину смещения стробимпульсов исправляющая способность приёмника.
Помимо смещения относительно идеального положения старт-стопного перехода возможны смещения ЗМ регистрируемых посылок. Отсюда следует необходимость введения такого понятия искажений, которое бы позволило учесть влияние на качество приема как искажений стартстопного перехода, так и регистрируемых посылок. Величину искажений определяют путем сравнения принятой стартстопной последовательности с эталонной. При этом стопстартный переход эталонной последовательности во времени совместим со стопстартным переходом принятой последовательности. Смещение местоположения принятой последовательности относительно соответствующего ЗМ эталонной последовательности в долях (или процентах) от длительности единичного интервала называют индивидуальным стартстопным искажением.
Под идеальным будем понимать такое положение ЗМ, при котором последовательность принята без искажений.
При вычислении индивидуальных стартстопных искажений естественным образом учитывались смещения как стартстопного перехода, так и ЗМ, для которого вычисляются индивидуальные искажения и, следовательно, учитывается влияние на качество приема посылок искажения стартстопного перехода. Максимальное индивидуальное стартстопное искажение, полученное на заданном интервале измерений, называется стартстопным искажением.
2. Основные направления развития СДЭС
Главными направлениями технического развития документальной электросвязи, включая телеграфную связь, являются:
- поддержание функционирования существующих телеграфных сетей и служб на уровне, необходимом для удовлетворения спроса на телеграфные услуги;
- создание и развитие новых общероссийских служб документальной электросвязи, обеспечивающих существенное расширение номенклатуры и объемов предоставляемых услуг и распространение этих услуг по всей территории страны, аналогично существующим телеграфным службам;
- интеграция услуг документальной электросвязи.
Основным организационным принципом является сохранение единства предприятий электросвязи, в том числе сохранение и развитие принципов совместной и скоординированной деятельности в области документальной электросвязи, обеспечение функционального и технологического единства каждой из служб, как традиционных телеграфных, так и новых. На рисунке 1 приведена структура Единой СДЭС.
Основными целями поддержания функционирования существующих телеграфных сетей и служб являются сохранение традиционных телеграфных служб, спрос на услуги которых, хотя и будет уменьшаться, но сохранится в обозримом будущем.
В этом направлении должны решаться следующие основные задачи:
- оптимизация структуры сети транзитных центров коммутации сообщений;
- объединение сетей абонентского телеграфирования АТ-50 и Телекс развить службу Телекс, наиболее рентабельную из основных телеграфных служб;
- использование сетей передачи данных в качестве транспортной среды в телеграфных сетях;
- частичная модернизация и замена коммутационного оборудования телеграфных сетей.
В результате существенного уменьшения телеграфного обмена значительная часть производительности транзитных центров коммутации сообщений телеграфной сети общего пользования становится неиспользуемой, что влечет возрастание удельных затрат на транзит каждой телеграммы. Для сокращения этих затрат необходимо по мере снижения телеграфного трафика пересматривать структуру сети центров коммутации сообщений в целях ее оптимизации путем уменьшения количества центров и сокращения общего числа каналов между ними. При этом очередность исключения транзитных центров из сети должна определяться с учетом степени износа оборудования существующих транзитных центров и возможности сохранения обходных направлений, в том числе за счет использования на магистральных направлениях сетей передачи данных.
Использование сетей передачи данных с коммутацией пакетов в качестве транспортной среды позволит, в первую очередь на магистральных направлениях, получить определенную экономию за счет снижения потребностей в арендуемых каналах, а также позволит в перспективе осуществлять телеграфный обмен без транзитных ЦКС. Кроме того переход на транспортную среду в виде сети передачи данных позволяет обеспечить сопряжение телеграфных служб с новыми службами документальной электросвязи, для которых передача данных с пакетной коммутацией также является базовой транспортной системой.
Обязательным условием использования сетей передачи данных в качестве транспортной среды является сохранение телеграфных служб, в том числе сохранение условий предоставления телеграфных услуг и требований со стороны служб к телеграфному терминальному оборудованию.
Для перевода телеграфной нагрузки на сети передачи данных необходимо модернизировать существующие ЦКС (не запланированные для исключения из сети), дооборудовать их соответствующими устройствами сопряжения по стыку X.25 (шлюзами, телеграфными сборщиками-разборщиками пакетов).
Часть коммутационного оборудования существующих телеграфных сетей еще не исчерпала своего срока службы и может выполнять свои функции в течение ряда лет. В связи с этим замена оборудования на более современное, обеспечивающее аналогичные функции, но не расширяющее потребительские возможности служб, не будет носить глобальный характер и целесообразна только в обоснованных случаях. Решения по замене оборудования должны быть в каждом конкретном случае увязаны с планами оптимизации структуры телеграфных сетей. В качестве оборудования для замены может использоваться ряд новых коммутационных средств, сертифицированных для применения на телеграфных сетях России.
В технологическом плане расширение номенклатуры предоставляемых услуг должно осуществляться, в первую очередь, за счет современных и пользующихся все возрастающим спросом услуг телематических служб: факсимильная связь, электронная почта, доступ к информационным ресурсам, а также услуг такой телематической службы как передача голосовых сообщений (голосовая почта).
По принципам предоставления услуг организация новых служб должна осуществляться по двум, традиционным для телеграфной подотрасли, направлениям: клиентские службы, аналогично телеграфной службе "Телеграмма", и абонентские службы, аналогично телеграфным службам абонентского телеграфирования. Новые клиентские службы должны обеспечивать преемственность по отношению к службе "Телеграмма" в части обеспечения передачи сообщений различных категорий срочности и приоритетов, в том числе внекатегорийных и правительственных сообщений.
Клиентская служба "Бюрофакс" по принципам предоставления услуг потребителям очень близка к службе "Телеграмма". Она предназначается, в первую очередь, для предоставления услуг факсимильной связи потребителям, не имеющих собственных факсимильных средств. Служба "Бюрофакс" обеспечивает передачу, прием и доставку сообщений с помощью факсимильного терминального оборудования, располагаемого в так называемых "бюро общего пользования". Базой для создания предприятиями телеграфной подотрасли службы "Бюрофакс" является существующая служба доставки телеграмм и разветвленная сеть отделений связи, в которых предоставляются телеграфные услуги и которые могут быть использованы для развертывания факсимильных "бюро общего пользования".
Служба "Бюрофакс" будет предоставлять для потребителей следующие услуги:
- подачу документа для отправки через операционное окно передающего отделения связи;
- подачу документа с факсимильной установки отправителя;
- доставку факсимильного сообщения адресату (получателю) доставщиком;
- доставку факсимильного сообщения средствами электросвязи на факсимильную установку получателя;
- доставку факсимильного сообщения средствами почты;
- выдачу факсимильного сообщения получателю без предварительного уведомления (до востребования);
- выдачу факсимильного сообщения получателю по предварительному уведомлению, переданному средствами почты или электросвязи (по телефону, на абонентскую установку АТ/Телекс);
- различные категории срочности передачи и доставки сообщений.
Способ доставки сообщения получателю определяется отправителем.
Развитие должна получить и абонентская факсимильная служба с промежуточным хранением "Комфакс", обеспечивающая абонентам широкий набор дополнительных сервисных услуг, в том числе:
- передачу сообщений в заранее назначенное время;
- многоадресную и циркулярную передачу;
- автоматический сброс сообщений на терминал получателя;
- получение сообщений в заранее определенный интервал времени;
- организацию абонентских факсимильных почтовых ящиков;
- уведомление о приеме для обработки и о доставке сообщения
адресату;
- повторную передачу.
Наличие в службе "Комфакс" промежуточных накопителей открывает дополнительно возможность передачи факсимильных сообщений без обязательного одновременного присутствия на связи оборудования отправителя и получателя сообщения.
Служба электронной почты представляет собой абонентскую службу,
предназначенную для обмена корреспонденцией между ПЭВМ абонентов с
использованием средств электросвязи. Служба находит применение для
ведения электронной переписки между предприятиями, учреждениями,
организациями, а также между частными лицами. C учетом интенсивного
распространения ПЭВМ этот вид услуг имеет и в дальнейшем будет иметь
не меньшее распространение, чем абонентская факсимильная связь.
Служба электронной почты осуществляет передачу сообщений с
промежуточным хранением и обеспечивает широкий набор услуг, в том
числе:
- подготовку, редактирование и обработку документов;
- возможность автоматизации делопроизводства, связанного с отправляемой и получаемой корреспонденцией;
- передачу и прием как тестовых, так и графических документов;
- многоадресную и циркулярную передачу;
- организацию абонентских электронных почтовых ящиков;
- уведомление о приеме для обработки и о доставке сообщения адресату.
Значительный потребительский интерес может иметь услуга, с помощью которой абонентам предоставляется возможность доступа к различным базам данных. Используя собственные ПЭВМ, абоненты смогут оперативно знакомиться с новостями, коммерческой, справочной информацией, в том числе с необходимой для пользования службами документальной электросвязи. Кроме того служба должна обеспечивать абонентам возможность распространения своей информации среди других абонентов (всех или заданной группы) посредством услуги "доска объявлений". Служба доступа к информационным ресурсам может базироваться на технических средствах и транспортной системе службы электронной почты. Служба обеспечивается не только средствами электросвязи, но также информационными системами. В связи с этим ее создание должно осуществляться предприятиями подотрасли совместно с различными предприятиями-поставщиками информации.
Служба передачи голосовых сообщений (голосовая почта).
Эта служба обеспечивает для обычных абонентов телефонной сети возможность обмена голосовыми сообщениями без необходимости одновременного участия в сеансе связи отправителя и получателя сообщения. Передача голосовых сообщений осуществляется в режиме с промежуточным хранением сообщений в цифровом виде в электронных ящиках и по своей технологии близка к абонентским службам электронной почты и Комфакс.
Доступ к службе обеспечивается с обычных телефонных аппаратов. Обеспечивается возможность передачи голосовых сообщений непосредственно на аппарат получателя либо хранение сообщений в индивидуальных абонентских голосовых электронных ящиках с передачей получателю только по его запросу.
Служба передачи данных.
Эта служба обеспечит возможность организации транспортной среды между вычислительными средствами и информационными системами различных потребителей. Кроме использования службы непосредственно для предоставления услуг потребителям важнейшим ее назначением станет использование в качестве единой транспортной среды как для новых служб, создаваемых предприятиями подотрасли, так и для существующих телеграфных служб.
Интеграция услуг - единая система документальной электросвязи.
Создавая новые службы документальной электросвязи, предприятия электросвязи получают возможность реализовать весьма привлекательный для потребителей сервис в виде интеграции услуг, обеспечивающий обмен сообщениями между потребителям различных служб, в том числе между традиционными телеграфными службами и новыми службами документальной электросвязи.
Интеграция услуг открывает для предприятий электросвязи возможность сохранить в сфере своего обслуживания определенную часть абонентов сети АТ/Телекс, которых не удовлетворяет уровень традиционных телеграфных услуг.
Кроме того реализация принципа интеграции услуг обеспечит возможность постепенного перевода такой услуги как "телеграмма" на современную технологическую базу, например, на основе использования служб "Бюрофакс" и "Электронная почта".
Принцип интеграции услуг позволит обеспечить следующие возможности по обмену сообщениями между различными службами, в том числе:
- передачу сообщений с абонентских телеграфных установок абонентской сети АТ/Телекс на абонентские установки служб электронной почты и факсимильной связи, в службу "Бюрофакс" для последующей доставки адресату;
- доступ с абонентских телеграфных установок абонентской сети АТ/Телекс к информационным ресурсам различных баз данных для приёма сообщений по заранее определенным информационным разделам, а также для распространения собственной информации абонентов сетей АТ/Телекс;
- передачу телеграмм в службу "Бюрофакс" для последующей доставки адресату, а также на абонентские установки служб электронной почты и факсимильной связи;
- передачу сообщений с абонентских установок службы электронной почты на абонентские телеграфные установки сети АТ/Телекс, в службы "Телеграмма" и "Бюрофакс" для последующей доставкой адресату, на факсимильные аппараты абонентов факсимильной службы;
- передачу сообщений с абонентских факсимильных установок в службу "Бюрофакс" для последующей доставки адресату.
Интеграция услуг позволит расширить номенклатуру и обеспечить комплексное представление в отделениях связи клиентских услуг документальной электросвязи. Кроме приема и доставки телеграмм в отделениях связи будут также обеспечиваться услуги службы "Бюрофакс", доступ к услугам электронной почты и службы Телекс. Доставка принятых сообщений может осуществляться доставщиками, по телефону, почтой или на терминал адресата.
Технической основой отделений связи, комплексно предоставляющих клиентам услуги документальной электросвязи, будут являться универсальные многофункциональные терминалы на базе ПЭВМ. Комплектация и места развертывания таких терминалов должны определяться в зависимости от уровня и перспектив развития спроса на различные виды услуг в соответствующих регионах.
Оснащение абонентов сети АТ/Телекс универсальными терминалами взамен устаревших телеграфных аппаратов обеспечит им возможность доступа к полному набору услуг современных абонентских служб документальной электросвязи без потери доступа к услугам абонентского телеграфирования. Такая замена совместно с созданием новых служб позволит сохранить многих потребителей в сфере обслуживания предприятий электросвязи.
Создание и развитие новых служб документальной электросвязи и интеграция услуг являются основой создания на базе предприятий электросвязи, являющихся операторами телеграфной связи, единой системы документальной электросвязи общего пользования.
Единая система документальной электросвязи (ЕСДЭС) должна обеспечивать на всей территории России предоставление широкого комплекса услуг документальной электросвязи для любых категорий потребителей, юридических и физических лиц, которые в них нуждаются, и в определенной степени будет нивелировать ограничения, связанные с разнотипностью используемого терминального оборудования. ЕСДЭС должна быть организована как совокупность существующих телеграфных и вновь создаваемых телематических служб, объединенных на основе интеграции услуг.
Интеграция телеграфных и телематических служб позволит постепенно, эволюционным путем перевести услуги, связанные с передачей кратких экстренных текстовых сообщений с телеграфных технологий на более современные технологии телематических служб, в первую очередь на технологию службы обработки сообщений.
С 1997 г. МГУ является членом АДЭ. Представилеть МГУ в АДЕ - начальник университетского Центра телекоммуникаций и технологий Internet В.А. Васенин.
АДЭ представлена семью комитетами:
сети Х.400
сети Internet
факсимильная связь
защита информации
сетевая адресация Х.500
технические средства связи
корпоративные сети
На базе АДЭ совместным решением №38 от 2.06.96 г. Федерального Министра связи и Председателя Гостехкомиссии при Президенте Российской Федерации создан отраслевой лицензионный центр защиты информации. На базе АДЭ совместным решением от 30.09.96 г. Федерального министра связи и Генерального директора ФАПСИ при Президенте РФ создан отраслевой аттестационный центр в области криптографической защиты информации.
Ассоциация проводит конференции и разрабатывает нормативную базу для сертификации услуг документальной электросвязи. Разработаны: "Руководящий документ по системе передачи данных России", утвержденный 26.04.95 г. Государственной комиссией по электросвязи и "Концепция развития документальной электросвязи", одобренная постановлением коллегии МинСвязи №13-1 от. 6.06.95 г.
АДЭ является членом Европейской ассоциации электронных сообщений и ISODE CONSORTIUM.