1. Телекоммуникационные службы и услуги

1. Основные понятия и определения

Связь РФ (СРФ) - это совокупность сетей и служб, которая функционирует на территории России как взаимоувязанный производственно-хозяйственный комплекс.

СРФ предназначена для удовлетворения потребностей населения , хозяйствующих субъектов, органов государственной власти, обороны и правопорядка в услугах электрической, почтовой связи и телерадиовещании.

Связь совместно со средствами вычислительной техники составляет техническую базу информатизации общества.

Не путать понятия "информация" (сведения) и "информатизация" (процесс создания условий для удовлетворения информационных потребностей).

Информация - это сведения, являющиеся объектом передачи, распределения, хранения или использования.

В телекоммуникационных системах понятие "информация" трактуется с точки зрения объекта передачи.

Сообщение - это форма предоставления информации.

Одна и та же информация может быть передана различным способом: по телефону, телеграммой, электронной почтой, по телефаксу и т.д. - в виде непрерывного сообщения (сигнала) или дискретного сообщения (сигнала).

Сигнал - это преобразованное сообщение, поступающее от источника информации.

Сигнал является переносчиком в системах коммутации.

2. Виды сигналов

Различают четыре вида сигналов:

-непрерывные сигналы непрерывного времени, или просто непрерывные сигналы, или аналоговые сигналы (например, синусоида);

-непрерывные сигналы дискретного времени;

-дискретные сигналы непрерывного времени - это такие сигналы, которые могут изменяться в произвольные моменты времени, но их величины могут принимать только разрешенные (дискретные) значения;

-дискретные сигналы дискретного времени, или просто дискретные сигналы - в электросвязи такие сигналы называются цифровыми сигналами - в дискретные моменты времени эти сигналы могут принимать только разрешенные (дискретные) значения

3. Сигналы электросвязи и их спектры

Все сигналы подразделяются на периодические и непериодические.

Периодическим называется сигнал, значения которого повторяются через определенные равные промежутки времени, или периоды (Т).

Как уже отмечалось ранее, простейшим периодический сигнал это - гармоническое колебание.

S(t) = S cosΩt, где: S – амплитуда, Ω - угловая частота колебаний

s (t)

S

t

 = 2 / Т Т

Рис. 1.1. Периодический сигнал

Непериодический сигнал легко получить из периодического, увеличивая период колебания вплоть до Т = . При этом спектр непериодического сигнала является в общем случае не дискретным, а непрерывным.

1. Спектр речевого сигнала

Частота основного тона речи находится в пределах от 50 – 80 Гц (самый низкий мужской) до 200 – 250 Гц (самый высокий женский или детский).

Частотный спектр речи лежит в пределах: от 50 – 100 Гц до 8000 – 10000 Гц

МСЭ - Т определил верхние и нижние границы спектра речевого сигнала: 300 – 3400 Гц, в качестве эффективного спектра речи, передаваемого по каналам электросвязи.

Спектр речи

Мембрана

Угольный порошок 1-ая форманта 2-ая форманта

Линия

Звук Микрофон Батарея

0 300 3400 Частота

Гц

Рис. 1.2. Спектр речи

Звуки речи разных людей отличаются числом формант (усиленной областью спектра частот). Отдельные звуки имеют до 6 формант, из которых только одна или две – определяющие и находятся в области частотного спектра речи 300 – 3400 Гц. Между формантами лежат менее мощные области спектра речи, но именно они определяют индивидуальность голоса, позволяющую узнать говорящего.

2. Спектр звукового сигнала (музыка, пение)

Имеет полосу частот 20...20 000 Гц и зависит от класса вещания:

-1-ый класс – 50...10 000 Гц; высший класс – 30...15 000 Гц и т.д.

1.3.3. Спектр факсимильных сигналов

Обычно имеет полосу частот 1500 – 3000 Гц. Ширина спектра факсимильного сигнала зависит от скорости развертки изображения и размеров светового пятна.

Например, на стандартном листе бумаге форматом А4 в одной строке помещается примерно 1000 черно-белых элементов изображения при ширине светового пятна 0,2 мм. Если скорость развертки составляет 60 строк в минуту, т.е. каждая строчка считывается за 1 с, то за эту секунду 500 раз будет осуществлен переход с черного на белое и наоборот, а, следовательно, максимальная частота чередования импульсов – 500 Гц.

Для передачи газет применяются специальные высокоскоростные факсимильные аппараты с шириной светового пятна 0,05 мм (в обычном случае 0,1 - 0,2 мм), что требует повышенную скорость развертки (в обычном режиме – 60 строк в мин.) и позволяет передавать одну полосу газеты за 2 – 3 мин. Таким образом, спектр факсимильного сигнала при передаче газетных полос расширен до 180 кГц.

4. Спектр телевизионных сигналов

Любое подвижное изображение – это, как правило, смена через каждые 40 мс одного неподвижного изображения другим, т.е. 25 кадров в 1 с. За время между сменой кадров «просматривается» все неподвижное изображение

(625 строк, 833 элемента в каждой строке), содержащее полмиллиона элементарных площадок, или элементов, т.е. каждый элемент просматривается в течение полумиллионной доли от отведенных на просмотр всего кадра 40 мс (две десятимиллиардных доли секунды). При этом человеческий глаз «видит» то, чего уже нет на экране, еще 0,1 с. На самом же деле никакого изображения нет на экране, есть только светящаяся точка, бегущая по строкам (экрану) с невероятной скоростью.

Светящуюся точку перемещает электронный луч, который сфокусирован с помощью специальных электрических линз и способен отклоняться под действием магнитного поля и развертывать изображение.

Конструкция электронно-лучевой трубки иммитирует глаз (объектив – хрусталик, диафрагма – зрачок, искусственная сетчатка из серебряно-цезиевого сплава – сетчатка глаза, но в очень примитивном виде, т.к. она содержит всего 0,5 млн. фоторецептеров, что намного меньше, чем у глаза).

На основании вышесказанного можно подсчитать ширину спектра телевизионного сигнала:

-625 строк Х 833 элементов в строке = 520 625 элементов в кадре;

-25 кадров Х 520 625 = 13 015 625 элементов,

следовательно, переход с черного на белое, или наоборот, происходит примерно 6,5 млн. раз в секунду, т.е. 6,5 мГц – верхняя граница ширины спектра телевизионного сигнала, нижней принято считать нижнюю границу звукового сигнала – 50 Гц.

Табл. 1.1. Ширина спектра сигналов электросвязи

Вид сигнала	Ширина спектра (средняя величина), Гц
Телеграфный сигнал	0............100
Телефонный сигнал	300.........3 400
Звуковое вещание	50.......10 000
Факсимильный при скорости 120 мин 1 при передаче газет	0.........3 000 0.....180 000
Телевизионный сигнал	50...6 500 000

1.3.5. Принципы передачи сигналов электросвязи

В качестве сред передачи сигналов электросвязи используются:

-электромагнитное поле в проводах (проводная связь);

-электромагнитное поле в открытом пространстве (радиосвязь);

-световой луч (оптическая связь).

Источник сообщения Получатель сообщения

Преобраз. сообщен. в сигнал

Преобраз. сигнала

Обратное преобраз. сигнала

Преобраз. сигнала в сообщен.

Среда распростр.

a(t) s(t) v(t) v΄(t) s΄(t) a΄(t)

Рис. 1.3. Структурная схема системы передачи сигналов

Сообщение на приемном конце должно соответствовать сообщению на передающем конце. При этом для разных сообщений качество передачи оценивается по-разному, например:

-для телефонных сообщений важны разборчивость и узнаваемость;

-для ТВ сообщения есть стандарт – таблица, по которой оценивается качество.

Устанавливается норматив на ошибки: КО – коэффициент ошибок (отношение числа ошибочно принятых элементов сообщения к общему числу принятых). Для каждого вида и типа связи он свой, но всегда значительно меньше единицы, т.е. чем ближе КО к нулю, тем лучше связь.

1.3.6. Использование шкалы частот в электросвязи

Лучи

Переменный ток Радиоволны Инфракрас.

10¹ 10² 10³ 10⁴ 10⁵ 10⁶ 10⁷ 10⁸ 10⁹ 10¹⁰ 10¹¹ 10¹² 10¹³ 10¹⁴ 10¹⁵ 10¹⁶ 10¹⁷ 10¹⁸ 10¹⁹ 10²⁰

Проводн. вещание

Радиосвязь

Радио-релей. связь

Оптич. связь

Спутник. связь

Проводная (кабельная) связь

Рис. 1.4. Использование шкалы частот в электросвязи

3. Службы и услуги электросвязи

Понятия "служба" и "услуга" в разной специальной технической литературе трактуется неодинаково. Поэтому применим следующую формулировку этих понятий:

-Служба электросвязи - это комплекс организационных, технологических и программно-аппаратных средств, обеспечивающий предоставление услуг пользователям. Службы электросвязи предоставляют услуги связи.

-Услуги электросвязи - классифицируются с позиции пользователей, как ряд применений конкретной службы электросвязи.

1.4.1. Услуги Общегосударственной системы телефонной связи (ОГСТфС)

ОГСТфС предназначена для удовлетворения пользователей (населения и организаций) в передаче сообщений, как в пределах страны, так и за ее пределами (международная телефонная сеть).

ОГСТфС предоставляет пользователям два вида услуг:

-услуги доставки (передачи) информации (речь, данные, электронная почта, факсимильные сообщения, конференц-связь, маршрутизация вызова по принципу "следуй за мной", сокращенный набор номера, интеллектуальные и многие другие услуги), которые предоставляются техническими службами телефонных компаний, использующими физические ресурсы сети;

-специальные услуги (справочно-информационные, заказные, дополнительные), которые предоставляются сервисными центрами (Call-Center - Операторскими центрами) операторами (телефонистами).

К службам сервиса Минсвязи РФ относит:

-службы "01", "02", "03", "04", "09";

-служба точного времени;

-служба заказов междугородных и международных телефонных переговоров;

-служба заказов телеграфных сообщений;

-службы ремонта телефонов и таксофонов;

Службы, оказывают дополнительные услуги (ДВО - дополнительные виды обслуживания), как правило, на коммерческой основе.