Телефонные линии

Типы линий

Существует два типа телефонных линий, по которым может осуществляться модемная связь. Каналы общедоступной коммутируемой телефонной сети (коммутируемые линии).

Это самые обычные телефонные линии. Они требуют, чтобы пользователь вручную устанавливал соединение для каждого сеанса связи. Медленны и не очень надежны при передаче данных.

Однако некоторые компании считают весьма удобным для передачи файлов или обновления баз данных ежедневно на некоторое время устанавливать связь по коммутируемым линиям.

Телефонные компании непрерывно улучшают качество предоставляемых ими услуг и коммутируемых каналов. На некоторых цифровых линиях связи за счет использования коррекции ошибок, сжатия данных и синхронных модемов достигается скорость 56 Кбит/с. Арендуемые (leased) [выделенные (dedicated)] линии.

Эти линии обеспечивают круглосуточную связь, при которой, чтобы установить соединение, последовательность коммутаторов не нужна. Качество выделенных линий обычно выше, чем качество телефонных, которые были созданы только для передачи речи. Типичный диапазон скорости — от 56 Кбит/с до 45 Мбит/с и больше.

Однако на практике при связи на большие расстояния обычно используются коммутируемые каналы, которые, правда, выглядят как выделенные линии. Они называются виртуальными частными сетями (VPN).

Всемирная сеть, которую использует Ваш телефон и которая может быть доступна Вашим компьютерам, называется общедоступной коммутируемой телефонной сетью (PSTN).

Коммутируемые линии

Изначально PSTN была создана для передачи речи, поэтому она обладает низкой скоростью, и, как Вы уже знаете, для связи по коммутируемым аналоговым линиям необходимы модемы, которые также не увеличивают скорость. Поскольку PSTN — сеть с коммутацией каналов, качество соединения неустойчиво. Каждый сеанс связи полностью зависит от качества каналов, скоммутированных для этого конкретного сеанса. На длинных расстояниях, например между странами, качество каналов может резко изменяться от сеанса к сеансу.

Аналоговая телефонная линия может соединять два компьютера, использующих модемы

Типы коммутируемых линий

Поставщики телефонных услуг предлагают телефонные линии различных типов и качества:

Тип линии	Описание
1	Передача речи (основной тип)
2	Передача речи с некоторым контролем качества
3	Передача речи/радио с подавлением помех
4	Передача данных со скоростью до 1200 бит/с
5	Передача данных (основной тип)
6	Передача речи и данных по магистральным линиям
7	Передача речи и данных по частным линиям
8	Передача речи и данных по магистралям между компьютерами
9	Передача речи и видео
10	Application relays (ретрансляция приложений)

Выделенные аналоговые линии

В отличие от коммутируемых линий, которые нужно организовывать для каждого сеанса, выделенные (или арендуемые) аналоговые линии обеспечивают готовый к немедленному использованию коммуникационный канал. Арендуемая телефонная линия быстрее и надежнее, чем коммутируемое соединение. Правда, она несколько дороже, так как коммуникационная компания выделяет ресурсы этому каналу вне зависимости от того, используется линия или нет.

Подавление помех

Чтобы улучшить качество связи, коммуникационные компании, кроме выделенных линий, используют подавление помех (line conditioning). Существуют различные типы подавления, которые и обозначаются по-разному: С-подавление, предлагающее восемь уровней (С1-С8); D-подавление.

Например, в системе, для которой необходим определенный уровень надежности, могла бы использоваться линия типа 5/СЗ. Некоторые поставщики услуг вводят свои дополнительные обозначения.

Причины помех

На АТС голоса собеседников разделяются - дифференциальная система преобразует двухпроводную линию в четырехпроводную. Сигнал тональной частоты (ТЧ, диапазон частот 300...3400 Гц, на которых происходит "звуковое" общение) преобразуется в высокочастотный, выполняется частотное уплотнение каналов, далее по одному кабелю передаются сразу несколько разговоров до следующей станции, где голос вернется в звуковой диапазон. Если это не конечный пункт, то снова будет выполнено частотное уплотнение или преобразование в цифровой код, и так до станции, к которой подключен собеседник. Преобразование в высокую частоту и обратно называют участком переприема (ППУ). На базе такой сильно упрощенной схемы рассмотрим, что же ухудшает связь на всех этапах передачи.

АБОНЕНТСКАЯ ЛИНИЯ - многие из них проложены очень давно, в городах кабельные колодцы затопляются водой, в сельской местности это паутины проводов на столбах. Поэтому не приходится удивляться, что именно абонентские линии вносят в сигнал значительную долю искажений:

затухание (уменьшение мощности) полезного сигнала - одна из самых больших бед абонентских линий;

перекос амплитудно-частотной характеристики (изменение мощности сигнала в зависимости от частоты) вызван емкостью проводов; естественно, что более высокочастотные сигналы затухают более сильно и, как следствие, на приемнике вызывающего модема (несущая 2400 Гц) сигнал ослаблен сильнее, чем у отвечающего (несущая 1200 Гц);

импеданс линии (ее комплексное сопротивление); при нормативе 600 Ом ±20% реальные значения доходят до 1800 Ом. Разброс параметров приводит к рассогласованию дифференциальной системы модема и общему снижению его реальной чувствительности;

постоянное напряжение смещения (то самое, благодаря которому работают микрофоны) может иметь значительные отклонения от номинала; для скоростей обмена до 2400 бит/с этот фактор модемам сильно жизнь не портит, т.к. большинство производителей используют специальные трансформаторы.

УЧАСТКИ ПЕРЕПРИЕМА наибольшее влияние оказывают при междугородней связи, когда их общее число может составлять 8-11 участков. Вносимые искажения во многом зависят от качества настройки полосовых фильтров на телефонных станциях. Основные искажения:

• фазочастотные искажения (отклонение группового времени прохождения относительно его значени на частоте 1900 Гц); переприемы - основной источник этих искажений, возможности модемов по их компенсации обычно ограничены 6-8 участками;

• амплитудно-частотные искажения (затухание на краях полосы пропускания); доля переприемов в общих амплитудных искажениях относительно невелика, кроме случаев встречи с фильтрами, "которых не касалась рука человека";

• смещение несущей частоты (спектр сигнала равномерно смещается на несколько герц); причина - в несогласованной настройке генераторов задающих частот аппаратуры уплотнения данных (но за ними обычно следят хозяева каналов), а допуск ±7 Гц, компенсируется модемами; однако приходилось видеть каналы со смещением в 15 Гц;

• джиттер фазы (дрожание фазы по периодическому или случайному закону); в основном вызывается паразитной модуляцией сигнала гармониками питающего напряжения или сигнала вызова (звонка);

• скачки фазы (случайный поток скачкообразных изменений начальной фазы сигнала); возникают при переключениях аппаратуры канального уплотнения.

ПРОЧИЕ НЕПРИЯТНОСТИ, которые могут возникнуть на всем пути сигнала:

• шумы - зашумленность канала оценивается соотношением мощностей полезного сигнала и шумов в полосе канала тоновой частоты; являются одним из основных факторов, ухудшающих качество работы модемов;

• импульсные помехи - случайный поток импульсов напряжения, являющихся причиной плохой работы на многих линиях; источниками помехи могут быть: декадно-шаговое оборудование станций, процесс набора номера на соседних абонентских линиях, изменение напряжения смещения и т.п;

• замирание сигнала - временное уменьшение мощности сигнала до уровня ниже распознавания модемом;

• колебания амплитуды - периодическое изменение мощности полезного сигнала; измерения позволили обнаружить на некоторых линиях трудно объяснимые низкочастотные колебания в диапазоне 1-10 Гц с амплитудой до 2 дБм;

• ограничение частотного диапазона; кроме рассмотренных выше причин (перекос АЧХ, переприемы), может иметь "рукотворную" природу и производиться персоналом АТС в простейшем случае потому, что абоненты слишком много жаловались на треск в трубке;

• общее ухудшение всех параметров может явиться следствием высокой загрузки каналов связи; по мере ее увеличения подключается более устаревшее оборудование и более низкокачественные каналы.

Выбор линии

Выбор линии зависит от нескольких факторов:

• времени использования линии;

• стоимости услуг;

• возможности получить более высокую или более устойчивую скорость на линии с подавлением помех;

• необходимости круглосуточного непрерывного соединения.

Если канал будет использоваться редко, подойдут и коммутируемые линии. Если надежная связь нужна в течение месяцев, качество коммутируемой линии уже не сможет Вас удовлетворять