
- •Семенов ю.А. (гнц итэф) Общие принципы построения сетей Оглавление
- •Распределения визитов сайта book.Itep.Ru по регионам за месяц (данные Rambler)
- •1 Введение (общие принципы построения сетей) Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •2 Преобразование, кодировка и передача информации Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •2.1 Передача сигналов по линиям связи Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •2.2 Представление электрических сигналов в цифровой форме Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •2.3 Цифровые каналы t1 и е1 Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •2.4 Методы преобразования и передачи звуковых сигналов Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •2.4.1 Дельта-модуляция Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •2.4.2 Кодировщики голоса (Vocoder) Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •2.4.3 Передача голоса по каналам Интернет Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •2.5 Методы преобразования и передачи изображения Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •Стандарт mpeg-1 и -2
- •Часть 1 mpeg-2 относится к объединению одного или более элементарных аудио или видео потоков, а также прочих данных в один или несколько потоков, удобных для записи или передачи.
- •Интерактивное телевидение
- •2.5.1 Стандарт mpeg-4 Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •1. Особенности стандарта mpeg-4
- •1.1. Кодированное представление медийных объектов
- •1.2. Состав медийных объектов
- •1.3. Описание и синхронизация потоков данных для медийных объектов
- •1.4. Доставка потоков данных
- •1.5. Взаимодействие с медийными объектами
- •1.6. Менеджмент и идентификация интеллектуальной собственности
- •2. Основные функции в mpeg-4 версия 1
- •2.2. Системы
- •2.3. Аудио-система
- •2.4. Видео-система
- •2.4.1. Поддерживаемые форматы
- •2.4.2. Эффективность сжатия
- •2.4.3. Функции, зависящие от содержимого (Content-Based)
- •2.4.4. Масштабируемость текстур изображений и видео
- •2.4.5. Кодирование формы и Alpha-представление
- •2.4.6. Надежность в средах, подверженных ошибкам
- •2.4.7. Анимация лица
- •3.2.2. Анимация тела
- •3.2.3. Кодирование 3-d полигональных сеток
- •3.3. Звук
- •4. Расширения mpeg-4 за пределы версии 2
- •4.1. Визуальная область системы
- •4.2. Системы
- •4.2.2. Текстуальный формат
- •4.2.3. Улучшенная модель синхронизации
- •5. Профайлы в mpeg-4
- •5.1. Визуальные профайлы
- •5.2. Аудио профайлы
- •5.3. Профайлы графики
- •5.4. Графические профайлы сцены
- •5.5. Профайлы mpeg-j
- •5.6. Профайл дескриптора объекта
- •6. Верификационное тестирование: проверка работы mpeg
- •6.1. Видео
- •6.1.1. Тесты эффективности кодирования 6.1.1.1. Низкие и средние скорости передачи бит (версия 1)
- •6.1.1.2. Кодирование, базирующееся на содержимом (версия 1)
- •6.1.1.3. Профайл продвинутой эффективности кодирования ace (Advanced Coding Efficiency) (версия 2)
- •6.1.2. Тесты устойчивости к ошибкам 6.1.2.1. Простой профайл (версия 1)
- •6.1.2.2. Простой продвинутый профайл реального времени arts (Advanced Real-Time Simple) (версия 2)
- •6.1.3. Тестирование стабильности временного разрешения 6.1.3.1. Простой продвинутый профайл реального времени arts (Advanced Real-Time Simple) (версия 2)
- •6.1.4. Проверки масштабируемости 6.1.4.1. Простой масштабируемый профайл (версия 1)
- •6.1.4.2. Центральный профайл (core profile версия 1)
- •6.2. Звук
- •7. Промышленный форум mpeg-4
- •8. Детальное техническое описание mpeg-4 dmif и систем
- •8.1.1. Вычислительная модель dmif
- •8.2. Демультиплексирование, синхронизация и описание потоков данных
- •8.2.1. Демультиплексирование
- •8.2.2. Синхронизация и описание элементарных потоков
- •8.2.3. Управление буфером
- •8.2.4. Идентификация времени
- •8.3. Улучшенная модель синхронизации (FlexTime)
- •8.3.1. Гибкая длительность
- •8.3.2. Относительное время начала и конца
- •8.3.3. Поддержка FlexTime в mpeg-4
- •8.3.3.1. Узел TemporalTransform
- •8.3.3.2. Узел TemporalGroup
- •8.3.3.3. Дескриптор сегмента (SegmentDescriptor)
- •8.3.4. Модель исполнения
- •8.4. Описание синтаксиса
- •8.5. Двоичный формат описания сцены bifs (Binary Format for Scene description)
- •8.5.1. Продвинутый формат bifs
- •8.6. Взаимодействие с пользователем
- •8.7. Ipr идентификация и защита
- •8.8. Информация содержимого объекта
- •8.9. Формат файлов mpeg-4
- •9. Детальное техническое описание визуальной секции mpeg-4
- •9.1. Приложения видео-стандарта mpeg-4
- •9.2. Натуральные текстуры, изображения и видео
- •9.3. Синтетические объекты
- •9.4. Масштабируемое кодирование видео-объектов
- •9.5. Устойчивость в среде, предрасположенной к ошибкам
- •9.6. Улучшенная стабильность временного разрешения с низкой задержкой буферизации
- •9.7. Кодирование текстур и статические изображения
- •9.8. Кодирование нескольких видов и большого числа вспомогательных компонентов
- •9.8.1. Анимация лица
- •9.8.2. Анимация тела
- •9.8.3. Анимируемые 2-d сетки
- •9.8.5. Масштабируемость, зависящая от изображения
- •9.9. Структура средств для представления натурального видео
- •9.10. Поддержка обычной функциональности и зависящей от содержимого
- •9.11. Видео изображение mpeg-4 и схема кодирования
- •9.11.1. Эффективность кодирования в V.2
- •9.12. Кодирование текстур в статических изображениях
- •9.13. Масштабируемое кодирование видео-объектов
- •9.14. Устойчивость в среде, предрасположенной к ошибкам
- •9.14.1. Ресинхронизация
- •9.14.2. Восстановление данных
- •9.14.3. Сокрытие ошибок
- •10. Подробное техническое описание mpeg-4 аудио
- •10.1. Натуральный звук
- •10.2. Улучшения mpeg-4 аудио V.2
- •10.2.1. Устойчивость к ошибкам
- •10.2.2. Аудио-кодирование с малыми задержками
- •10.2.3. Масштабируемость гранулярности
- •10.2.4. Параметрическое кодирование звука
- •10.2.5. Сжатие тишины celp
- •10.2.6. Устойчивое к ошибкам hvxc
- •10.2.7. Пространственные характеристики среды
- •10.2.8. Обратный канал
- •10.2.9. Транспортный поток звука
- •10.3. Синтетический звук
- •10.3.1. Синтез с множественным управлением (Score Driven Synthesis).
- •11. Приложение. Словарь и сокращения
- •2.5.2 Стандарт mpeg-7 Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •1. Введение
- •1.1. Контекст mpeg-7
- •1.2. Цель mpeg-7
- •1.3. Область действия стандарта
- •1.4. Область применения mpeg-7
- •1.5. План и метод работы
- •1.6. Части mpeg-7
- •1.7. Структура документа
- •2. Главные функции mpeg-7 2.1. Системы mpeg-7
- •2.2. Язык описания определений mpeg-7
- •2.3. Аудио mpeg-7
- •2.4. Визуальный mpeg-7
- •2.5. Основные объекты и схемы описания мультимедиа mpeg-7
- •2.6. Эталонные программы mpeg-7: модель экспериментов (eXperimentation Model)
- •3. Детальное техническое описание стандарта mpeg-7 3.1. Системы mpeg-7
- •3.1.1. Архитектура терминала
- •3.1.2. Нормативные интерфейсы 3.1.2.1. Описание нормативных интерфейсов
- •3.1.2.2. Верификация стандарта
- •3.2. Язык описания определений mpeg-7 (ddl)
- •3.2.1. Разработка контекста
- •3.2.2. Обзор схемы xml
- •3.2.3. Схема xml: Структуры
- •3.2.4. Схема xml: Типы данных
- •3.2.5. Расширения схемы xml mpeg-7
- •3.3. Аудио mpeg-7
- •3.3.1. Описание системы аудио mpeg-7
- •3.3.2. Средства описания аудио верхнего уровня (d и ds)
- •3.3.2.1. Средства описания тембра музыкальных инструментов
- •3.3.2.2. Средства распознавания звука
- •3.3.2.3. Средства описания содержимого сказанного
- •3.3.2.4. Средства описания мелодии
- •3.4.1.3. Временные ряды
- •3.4.1.4. Пространственные координаты 2d
- •3.4.1.5. Временная интерполяция
- •3.4.2. Описатели цвета
- •3.4.2.1. Цветовое пространство
- •3.4.2.2. Оцифровка цвета
- •3.4.2.3. Доминантный цвет(а)
- •3.4.2.4. Масштабируемый цвет
- •3.4.2.5. Описатель структуры цвета
- •3.4.2.6. Выкладка цвета
- •3.4.2.7. Цвет GoF/GoP
- •3.4.3. Описатели текстуры
- •3.4.3.1. Описатели однородной текстуры
- •3.4.3.2. Просмотр текстуры
- •3.4.3.3. Краевая гистограмма
- •3.4.4. Описатели формы
- •3.4.4.1. Форма, базирующаяся на областях (Region-Based)
- •3.4.4.2. Форма, основанная на контуре
- •3.4.5. Дескрипторы перемещения
- •3.4.5.1. Движение камеры
- •3.4.5.2. Траектория движения
- •3.4.5.3. Параметрическое движение
- •3.4.5.4. Двигательная активность
- •3.4.6. Локализация 3.4.6.1. Локатор области
- •3.4.6.2. Пространственно-временной локатор
- •3.4.7. Прочие 3.4.7.1. Распознавание лица
- •3.5. Схемы описания мультимедиа mpeg-7
- •3.5.1. Средства организации mds
- •3.5.1.1. Базовые элементы
- •3.5.1.2. Управление содержимым
- •3.5.1.3. Описание содержимого
- •3.5.1.4. Навигация и доступ
- •3.5.1.5. Организация содержимого
- •3.5.1.6. Интеракция с пользователем
- •3.5.2. Управление содержимым
- •3.5.2.1. Средства описания среды
- •3.5.2.2. Создание и производство средств описания
- •3.5.2.3. Средства описания использования содержимого
- •3.5.3. Описание содержимого 3.5.3.1. Описание структурных аспектов содержимого
- •3.5.3.2. Описание концептуальных аспектов содержимого
- •3.5.4. Навигация и доступ
- •3.5.4.1. Резюме
- •3.5.4.2. Разделы и декомпозиции
- •3.5.4.3. Вариации содержимого
- •3.5.5. Организация содержимого
- •3.5.5.1. Собрания (Collections)
- •3.5.5.2. Модели
- •3.5.6. Взаимодействие с пользователями
- •3.6. Эталонные программы: экспериментальная модель
- •3.6.1. Цели
- •3.6.2. Извлечение и приложения клиента
- •3.6.3. Модульность xm-программ
- •3.6.4. Модули приложения 3.6.4.1. Медийные декодеры
- •3.6.4.2. Мультимедийные данные
- •3.6.4.3. Средства выборки
- •3.6.4.4. Класс дескрипторов
- •3.6.4.5. Схема кодирования
- •3.6.4.6. Средство поиска
- •3.6.5. Типы приложений в xm-программах 3.6.5.1. Извлечение из среды
- •3.6.5.2. Приложение поиска и извлечения
- •3.6.5.3. Приложение транскодирования среды
- •3.6.5.4. Приложение описания фильтрации
- •3.6.6. Модель ключевого приложения mpeg-7 3.6.6.1. Определение ключевых приложений
- •3.6.6.2. Модель интерфейса
- •3.6.7. Ключевые приложения против приложений реального мира
- •Приложение а. Словарь и сокращения
- •2.5.3 Архитектура мультимедиа mpeg-21 Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •Обзор цифровых объектов
- •Декларация цифрового объекта
- •Контейнер
- •Компонент
- •Идентификация цифрового объекта
- •Идентификация цифровых объектов
- •Идентификация различных схем описания
- •Идентификация различных типов цифровых объектов
- •Защита и управление правами интеллектуальной собственности (ipmp)
- •Язык описания прав
- •Модель данных mpeg rel
- •Принципал
- •Условие
- •Соотношение с терминологией mpeg
- •Адаптация цифрового объекта
- •Формат файлов
- •Устойчивая ассоциация идентификации и описания с цифровыми объектами
- •2.6 Методы сжатия информации Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •2.6.1 Алгоритм Зива-Лемпеля Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •2.6.2 Локально адаптивный алгоритм сжатия Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •2.6.3 Сжатие данных с использованием преобразования Барроуза-Вилера Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •2.6.4 Метод Шеннона-Фано Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •2.6.5 Статический алгоритм Хафмана Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •2.7 Обнаружение ошибок Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •2.8 Коррекция ошибок Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •Циклические коды
- •Линейные блочные коды
- •Метод коррекции ошибок fec (Forward Error Correction)
- •Введение в коды Рида-Соломона: принципы, архитектура и реализация
- •Свойства кодов Рида-Соломона
- •Ошибки в символах
- •Декодирование
- •Преимущество кодирования
- •Архитектура кодирования и декодирования кодов Рида-Соломона
- •Арифметика конечного поля Галуа
- •Образующий полином
- •Архитектура кодировщика
- •Архитектура декодера
- •Вычисление синдрома
- •Нахождение позиций символьных ошибок
- •Нахождение значений символьных ошибок
- •Реализация кодировщика и декодера Рида-Соломона Аппаратная реализация
- •Программная реализация
- •2.9 Видеоконференции по каналам Интернет и isdn Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •2.9.1 Используемые стандарты Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •2.10 Статистическая теория каналов связи Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •2.10.2. Канал связи с изменяющимися состояниями
- •2.10.3. Симметричный канал без памяти
- •3 Каналы передачи данных Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •3.1 Кабельные каналы связи Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •3.2 Оптоволоконные каналы и беспроводные оптические связи Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •Беспроводные оптические каналы
- •3.3 Беспроводные (радио) каналы и сети Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •3.4 Протокол slip и rs-интерфейсы Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •3.4.1. Протоколы rs
- •3.4.1 Интерфейсная шина FireWire (ieee1394) Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •Особенности ieee - 1394
- •Архитектура ieee-1394
- •.5 Протокол ppp Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •3.6 Протокол g.703 Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •3.7 Дерево Штайнера Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •4 Сети передачи данных. Методы доступа Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •Топология
- •Метод доступа к сети
- •Принципы построения сетевых программных интерфейсов
- •Очереди fifo
- •Приоритетное обслуживание очередей (pq)
- •Обычное обслуживание очередей (сq)
- •Справедливые очереди (wfq)
- •Справедливые очереди базирующиеся на классах (cbwfq)
- •Очереди с малой задержкой (llq)
- •Методы работы в условиях перегрузки
- •Алгоритм leaky bucket ("дырявое ведро")
- •Алгоритм Token Bucket ("маркерное ведро")
- •4.1 Локальные сети (обзор) Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •4.1.1.1 Архитектура сетей Ethernet Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •Гигабитный Ethernet (ge)
- •40 Гигабит/сек технологии
- •4.1.1.3 Интернет в Ethernet Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •4.1.1.4 Повторители, мосты, мультиплексоры, переключатели и маршрутизаторы Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •4.1.1.5 Алгоритмы и применения сетей p2p Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •Определения:
- •Р2р файлообменные сети
- •P2p телевидение
- •Проблемы безопасности
- •Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •4.1.3 Ieee 802.4 (Маркерная шина) Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •4.1.4 Сети управления и сбора данных в реальном масштабе времени (can) Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •4.1.5 Локальные сети ArcNet Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •4.1.6 Сети fddi Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •4.1.7 Параллельный сетевой интерфейс hippi Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •4.1.8 Сети ieee 802.11 Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •Безопасность в режиме pre-shared key
- •4.1.8.1 Мобильные телекоммуникации Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •4.1.8.2 Стандарт широкополосной беспроводной связи ieee 802.16 Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •1. Краткие характеристики стандарта 802.16
- •2. Сообщения управления мас
- •3. Сообщение дескриптора нисходящего канала (dcd)
- •Идентификатор нисходящего канала
- •4. Сообщение привязки нисходящего канала (dl-map)
- •6. Сообщение привязки восходящего канала(ul-map)
- •7. Сообщение запроса диапазона (rng-req)
- •Идентификатор нисходящего канала
- •Ожидание до завершения
- •8. Сообщение отклика на запрос диапазона (rng-rsp)
- •9. Сообщение запроса регистрации (reg-req)
- •10. Сообщение отклика регистрации reg-rsp
- •Возможности ss
- •11. Сообщения управления ключами конфиденциальности (pkm-req/pkm-rsp)
- •Атрибуты
- •12. Сообщение добавления ассоциации безопасности (sa Add)
- •13. Сообщение запроса авторизации (Auth Request)
- •14. Сообщение отклика авторизации (Auth Reply)
- •15. Сообщение отклонения авторизации (Auth Reject)
- •16. Сообщение запроса ключа
- •17. Сообщение отклика на запрос ключа
- •18. Сообщение отклонение ключа
- •19. Сообщение недействительности авторизации
- •20. Сообщение tek Invalid
- •21. Информационное сообщение аутентификации (Authent Info)
- •22. Сообщение запроса динамического добавления сервиса dsa-req)
- •Id транзакции
- •Id транзакции
- •Последовательность hmac
- •26. Dsa, инициированное ss
- •27. Dsa, инициированное bs
- •28. Сообщение подтверждения для динамического добавления сервиса (dsa-ack)
- •Id транзакции
- •29. Сообщение запроса dsc-req
- •30. Сообщение отклика динамического изменения сервиса (dsc-rsp)
- •Параметры сервисного потока
- •31. Сообщение подтверждения для динамического изменения сервиса (dsc-ack)
- •32. Сообщение запроса динамического аннулирования сервиса (dsd-req)
- •Id сервисного потока
- •33. Сообщение отклика на запрос динамического аннулирования сервиса (dsd-rsp)
- •Id сервисного потока
- •34. Сообщение запроса включения/удаления из списка мультикастного запроса (mca-req)
- •35. Сообщение отклика на запрос включения/удаления из списка мультикастного запроса (mca-rsp)
- •36. Сообщение запроса изменения профайла нисходящего канала (dbpc-req)
- •37. Сообщение отклика на изменение профайла нисходящего канала (dbpc-rsp)
- •38. Сообщение команды сброса (res-cmd)
- •39. Сообщение запроса базовых возможностей ss (sbc-req)
- •40. Сообщение отклика на запрос базовых возможностей (sbc-rsp)
- •41. Сообщение сверки часов (clk-cmp)
- •Порядковый номер
- •Результат сверки часов
- •42. Сообщение команды De/Re (dreg-cmd)
- •43. Сообщение о получении dSx (dsx-rvd)
- •44. Сообщение завершения копирования посредством tftp конфигурационного файла (tftp-cplt)
- •45. Сообщение отклика на уведомление о завершении копирования конфигурационного файла (tftp-rsp)
- •Специфические расширения поставщика
- •46. Сообщение запроса ключа
- •47. Сообщение отмены arq
- •48. Сообщение сброса arq
- •49. Формат сообщения (req-req) запроса результата измерения для канала
- •50. Формат сообщения (rep-req) о результате измерения для канала
- •51. Формат сообщения конфигурирования сеточной (mesh) сети (msh-ncfg)
- •Xmt Holdoff Exponent (показатель)
- •Id узла bs
- •52. Сообщение входа в сеточную сеть (msh-nent)
- •Id узла инициатора
- •53. Сообщение распределенной сеточной диспетчеризации (msh-dsch)
- •Флаг координации
- •Флаг запрос/отклик
- •Следующий Xmt Mх соседа
- •Показатель Xmt Holdoff соседа
- •Id узла соседа
- •Информационный элемент диспетчеризации msh-dsch
- •55. Информационный элемент запроса msh-dsch
- •Id канала
- •56. Информационный элемент возможностей msh-dsch
- •57. Информационный элемент предоставления msh-dsch
- •58. Сообщение централизованной диспетчеризации сетки (msh-csch)
- •Порядковый номер конфигурации
- •59. Сообщение конфигурации централизованной маршрутизации сетки (msh-cscf)
- •60. Запрос/отклик обратной связи канала aas (aas-fbck-req/rsp)
- •Литература
- •Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •Литература
- •4.1.9 Сети dqdb (двойная шина с распределенной очередью) Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •4.1.10 Сети с многокаскадными соединениями Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •4.1.11 Сети 100Base-vg Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •4.1.12 Канальный протокол Fibre Channel Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •4.1.14 Адаптивные, кольцевые, высокоскоростные сети ieee 802.17 Семенов ю.А. (гнц итэф) Обзор
- •4.2 Наложенные сети Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •4.2.1 Протоколы Novell (ipx/spx) Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •4.2.1.3 Протокол ядра NetWare (ncp) Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •4.2.1.4 Протокол межсетевой передачи больших пакетов (lip) Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •4.2.1.5 Служба каталогов NetWare (nds) Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •Протокол wins
- •4.3 Региональные сети Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •4.3.1 Эталонная сетевая модель iso Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •4.3.2 Протоколы сетей X.25 Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •4.3.3 Интегрированные сети isdn Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •4.3.4 Протокол Frame Relay Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •4.3.5 Протоколы сетей atm Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •4.3.6 Синхронные каналы sdh/sonet Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •4.3.7 Модемы Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •4.4 Интернет Семенов ю.А. (гнц итэф)
- •4.4 Интернет Семенов ю.А. (гнц итэф)
2 Преобразование, кодировка и передача информации Семенов ю.А. (гнц итэф)
Номер раздела |
Название раздела |
Объем в страницах |
Объем в кбайт |
2.1 |
Передача сигналов по линиям связи |
8 |
6 |
2.2 |
Представление электрических сигналов в цифровой форме |
9 |
7 |
2.3 |
Цифровые каналы T1 и Е1 |
2 |
1 |
2.4 |
Методы преобразования и передачи звуковых сигналов |
6 |
5 |
2.5 |
Методы преобразования и передачи изображения |
23 |
120 |
2.6 |
Методы сжатия информации |
3 |
3 |
2.7 |
Обнаружение ошибок |
2 |
2 |
2.8 |
Коррекция ошибок |
17 |
56 |
2.9 |
Видеоконференции по каналам Интернет и ISDN |
8 |
97 |
2.10 |
Статистическая теория каналов связи |
10 |
145 |
Итого |
88 |
442 |
Передача данных уже на самых ранних этапах использовала цифровые подходы (например, коды Бодо). Понятно, что, когда информация предназначена непосредственно для человека, она должна быть соответствующим образом преобразована. Это, прежде всего, относится к передаче голоса. По каналам связи передаются, как правило, модулированные сигналы. Несущая частота передачи, например, при трансляции по радиоканалу на порядки превосходит частоты голосового сигнала. Модуляция позволяет решить проблему согласования частот. Но следует иметь в виду, что модуляция используется не только в радиоканалах. Современные цифровые методы передачи также немыслимы без применения модуляции.
Человек - аналоговое устройство с точки зрения средств коммуникаций, которыми он располагает. Элементы цифровой техники можно обнаружить лишь на глазном дне. |
Существует множество различных видов модуляции. Исторически первыми появились аналоговые способы модуляции: амплитудная, частотная, фазовая и различные их комбинации. Это было связано с технологической простотой их реализации. Цифровые методы стали использоваться лишь около 50-лет назад.
Для передачи информации на большие расстояния в настоящее время используются исключительно электромагнитные волны (акустические волны пригодны лишь для ограниченных расстояний). При этом пересылка может осуществляться по медным проводам, оптоволоконному кабелю или непосредственно, по схеме передатчик-приемник. В последнем случае используются антенны. Для того чтобы антенна была эффективна, ее размеры должны быть сравнимы с длиной передаваемой волны. Чем шире динамический диапазон передаваемых частот, тем труднее сделать антенну, пригодную для решения этой задачи. Именно по этой причине для передачи используются частоты, начиная с многих сотен килогерц и выше (длина волн сотни метров и меньше). Передача сигнала непосредственно по лучу лазера ограничена расстояниями 100-3000м и становится неустойчивой при наличии осадков даже для инфракрасных длин волн. Между тем человек воспринимает акустические колебания в диапазоне 20-12000 Гц и для целей пересылки звука (например, телефония) требуется именно этот диапазон частот. Динамический диапазон частот в этом случае равен 600, а для высококачественного воспроизведения звука он в два раза шире. При решении этой проблемы используется преобразование частот и различные методы модуляции. Так тот же частотный диапазон, лежащий в пределах (100 - 100,012) Мгц, соответствует динамическому диапазону 0,012%, что позволяет сделать компактную антенну и упростить частотное выделение сигнала.
Для преобразования частот используется перемножение сигналов. Пусть мы имеем два синусоидальных сигнала:
A1*sin( t) и A2*sin( t). Из тригонометрии известно, что:
A1*sin( t)*A2*sin( t)=1/2*A1*A2*[sin( t + sin( t]. [1.1]
Это означает, что в результате перемножения вместо двух частот f1= и f2= мы имеем две новые частоты ( и ( с амплитудой 1/2*A1*A2. Если входной сигнал имеет полосу 0 - fм, то после перемножения с сигналом, имеющим частоту fн (несущая частота), получим сигнал с полосой в интервале от (fн - fм) до (fн+fм). Это преобразование проиллюстрировано на рис. 2.1. (по вертикальной оси отложена спектральная плотность сигнала f(j )). На практике это преобразование выполняется с помощью смесителей или гетеродинов, частота fн называется сигналом гетеродина или несущей.
Рис. 2.1. Частотное преобразование
Получение исходного сигнала из преобразованного достигается путем обратного преобразования, которое сводится к умножению полученного сигнала на sin(нt), где н = 2 *fн. При таком обратном преобразовании мы получим сигнал с исходным частотным диапазоном. Помимо этого будет получен сигнал с полосой от (2fн - fм) до (2fн+ fм). Так как fн обычно много больше fм, серьезных проблем это не вызывает - достаточно воспользоваться соответствующим фильтром. Этому методу обратного преобразования присущи некоторые недостатки. Если сигнал fн имеет фазовый сдвиг по отношению к тому, что имел сигнал, использованный при прямом преобразовании, то амплитуда выходного сигнала будет пропорциональна cos Понятно, что при вариации фазы амплитуда будет меняться, а при /2 станет нулевой. По этой причине должны быть предприняты специальные меры для синхронизации этих сигналов (fн. передатчика и fн приемника).
Синхронизация передатчика и приемника в каналах коммуникаций является одной из важнейших задач. |
Соотношение [1.1] используется при реализации амплитудной, частотной или фазовой модуляции. Так в случае амплитудной модуляции при временной вариации A1 (=Авх) будет изменяться и амплитуда выходного сигнала (А2=Aн - амплитуда несущей частоты при этом остается постоянной; н при этом может также варьироваться). Форма сигнала на выходе такого преобразователя имеет вид: Авых = Ан[1+Авх(t)] sin нt. Для получения формы исходного сигнала на принимающей стороне используется схема детектора (например, диодного), на выходе которого получается сигнал, пропорциональный модулю огибающей функции входного сигнала. Существуют и другие методы демодуляции амплитудно-модулированного сигнала. Главным недостатком метода амплитудной модуляции является возможность нелинейных искажений из-за перемодуляции (когда амплитуда модулирующего сигнала слишком велика).
При частотной и фазовой модуляции амплитуда передаваемого сигнала остается почти постоянной, что исключает нелинейные искажения, связанные с широким динамическим амплитудным диапазоном. Выходной сигнал для этого вида модуляции имеет вид: Авых = Ан sin[нt + (t)], где (t) зависит от формы преобразуемого входного сигнала. Часто используется комбинация амплитудной и фазовой модуляции, которая носит название квадратурной модуляции.
Системы передачи данных с амплитудной или частотной модуляцией являются аналоговыми системами и по этой причине весьма чувствительны к шумам на входе приемника. Применение цифровых методов пересылки информации увеличивает вероятность корректной доставки. Если для аналоговой передачи требуется отношение сигнал/шум на уровне 40-60 дБ, то при цифровой передаче достаточно 10-12 дБ. Выбор типа модуляции зависит от стоящей задачи и от характеристик канала (полосы пропускания, ослабления сигнала и т.д.). Частотная модуляция менее чувствительна к амплитудным флуктуациям сигнала. Ослабление сигнала может варьироваться во времени из-за изменений в транспортной среде, это довольно типично для коммутируемых телефонных сетей. В сетях, использующих выделенные каналы, это также возможно благодаря применению динамических протоколов маршрутизации, когда длина пути может изменяться в пределах одного сеанса связи. В любом случае на передающей стороне необходим модулятор, а на принимающей демодулятор. Так как обмен обычно двунаправлен, эти устройства объединяются в одном приборе, который называется модемом (см. также раздел “4.3.7. Модемы").
В модемах применимы несколько видов модуляции:
FSK |
(Frequency Shift Keying) - ступенчатое переключение частоты синусоидального сигнала от f1 к f2 при неизменной амплитуде, частоте f1 ставится в соответствие логический нуль, а f2 - логическая единица. |
BPSK |
(Binary Phase-Shift Keying) - скачкообразное переключение фазы синусоидального сигнала на при неизменной амплитуде, при этом фазе 0 ставится в соответствие логический нуль, а - логическая единица. |
DPSK |
(Differential Phase Shift Keying) - метод, при котором изменяется фаза несущей частоты при постоянной амплитуде и частоте. Разновидность PSK, при которой кодируется лишь изменение сигнала. |
QAM |
(Quadrature Amplitude Modulation) - комбинация амплитудной и фазовой модуляции, позволяет осуществить кодирование 8 бит на бод. |
QPSK |
(Quadrature Phase-Shift Keying) - квадратурная фазовая модуляция. Использует 4 фиксированных значения фазы 0, /2, и 3/2. Требует в два раза более узкую полосу, чем PSK, и по этой причине весьма популярна. |
TCM |
(Trellis Coded Modulation) - метод предполагает использование избыточности, каждый бод несет дополнительный бит, который позволяет более точно восстановить информационную битовую последовательность. При кодировании сигнала используется метод QAM. Метод реализован в современных высокоскоростных модемах и позволяет снизить требования к отношению сигнал/шум на 4-5 дБ. |
В QAM-модуляции используется 8/16 комбинаций амплитуда-фаза (см. рис. 2.2). Понятно, что такой тип модуляции более уязвим для шумов.
Рис. 2.2. QAM-модуляция с 3 битами на бод (слева) и 4 битами на бод (справа)
Если имеется N субъектов, которые хотят осуществлять обмен информацией в одном и том же частотном диапазоне, они должны осуществлять обмен по очереди (метод мультиплексирования по времени - TDM) или передаваемые ими сигналы должны отличаться каким-то еще параметром помимо частоты (например, амплитудой или направлением излучения). Если это условие не выполнено, весьма вероятно искажение данных при доставке. Вы наверняка сталкивались с этим, когда за столом пытаются говорить сразу несколько человек.
Передаваемый сигнал характеризуется большим числом параметров - частотой, фазой, амплитудой, параметрами, определяющими его пространственное распространение, уровнем шума и т.д. В случае использования широкополосного сигнала, который представляет собой суперпозицию определенного числа синусоидальных составляющих, число параметров пропорционально возрастает. Чем больше таких параметров анализируется принимающей стороной одновременно, тем большее отношение сигнал-шум может быть достигнуто.
Будущее за системами, анализирующими всю совокупность параметров входного сигнала. Современные мощные и относительно дешевые сигнальные процессоры создают технологическую базу для этого. |
Впервые импульсно-кодовая модуляция (ИКМ) была применена для голосового сигнала в 1937 году Алеком Ривсом. Это было сделано для преодоления проблемы накопления искажений и шумов в процессе ретрансляции аналоговых сигналов. Тогда впервые было применено стробирование с частотой 8кГц при 8-битовом аналого-цифровом преобразовании (АЦП). В то время еще не существовало эффективных технологических средств для реализации такой схемы.