24. Порівняльний аналіз телекомунікаційних технологій isdn і bisdn.

1. Для построения сети ISDN используются существующие транспортные сети со своими средствами контроля и управления, которые могут обеспечить передачу цифровых потоков со скоростями до 2 Мбит/сек.

2. Основными элементами отличающими сеть ISDN от других являются; оборудование пользователя CPE и коммутаторы ISDN.

3. В отличие от сетей общего пользования, в которых, как правило, на участках от абонента до узла коммутации аналоговые сигналы, а цифровые сигналы - между узлами коммутации и обрабатываться в цифровых АТС, в сетях ISDN цифровые сигналы всегда передаются и на участках от узлов коммутации до цифровых терминалов абонентов.

4. Существенным отличием ISDN от сетей общего пользования является наличие служебного канала до оборудования абонента, который существует параллельно с основным каналом и организован методом TDM (временного разделения каналов) по одному физическому каналу. Параллельное существование двух каналов в одном физическом отражено знаком + во всех интерфейсных структурах ISDN.

Сервис B-ISDN подразделяется на следующие категории:

Интерактивный:

Диалоговые конференции (такие как видеоконференции).

Обмен сообщениями (например, электронная почта с изображениями, видео и графикой).

Поиск информации (например, покупки через Internet, чтение новостей, дистанционное обучение).

Распространение информации:

Без управления пользователем: электронные газеты, «доставка телепередач».

С участием пользователя: дистанционное обучение, электронная реклама, получение новостей

2 часть .

1. Телекомунікаційні мережі з технологією FHSS. Визначення, схеми побудови передавального і приймального пристроїв, фізичні процеси. Основні характеристики.

Технология FHSS (Frequency-Hopping Spread Spectrum)

Приведем пример передачи сигнала со скачкообразной перестройкой частоты (frequency hopping — FH). Для передачи FH-сигнала резервируется определенное количество каналов. Как правило, используют несущих частот, которые составляют каналов. Расстояние между несущими частотами (а, следовательно, ширина каждого канала) обычно равно ширине полосы входного сигнала. При передаче каждый канал используется в течение фиксированного интервала времени; в стандарте IEEE 802.11, например, этот интервал равен 300 мс. В течение такого интервала производится передача некоторого количества закодированных определенным образом битов . Последовательность использования каналов задается кодом расширения, и поскольку приемник и передатчик используют один и тот же код, переходы между каналами выполняются синхронно.

Приведем типичная структурная схема системы связи со скачкообразной перестройкой частоты. При передаче двоичные данные подаются на модулятор, работающий с использованием определенного метода цифро-аналогового кодирования, например частотной манипуляции (frequency-shift keying — FSK) или же двоичной фазовой манипуляции (binary phase shift keying — BPSK).

Полученный сигнал центрирован на некоторой базовой частоте. Изображенный далее генератор псевдослучайных чисел применяется для получения индексов таблицы используемых частот. Именно псевдослучайная последовательность является упоминавшимся ранее кодом расширения. Каждые бит на выходе генератора определяют одну из несущих частот. Для каждого из последующих интервалов времени (которому соответствует бит псевдослучайного кода) выбирается новая несущая частота. Эта частота модулируется сигналом исходного модулятора. Форма полученного сигнала не изменится, однако он будет центрирован на выбранной частоте. Приемник демодулирует полученный сигнал расширенного спектра с помощью той же последовательности частот (основанной на псевдослучайном коде), что использовалась при модуляции. Для получения выходных данных полученный сигнал еще раз демодулируется.

Рассмотрим работу передатчика.

Приведем пример подобного умножения, используя BFSK в качестве схемы модуляции данных. Сигнал FSK на входе системы FHSS можно определить следующим образом

, при . (2.1)

Здесь

— амплитуда сигнала;

— базовая частота;

— значение -го бита данных (+1 соответствует двоичной 1; -1 — двоичному 0);

— разнесение частот;

Т — длительность передачи одного бита; скорость передачи данных равна 1/ .

Таким образом, в течение интервала передачи - го бита частота сигнала будет равна , если бит имеет значение -1, и + при значении бита +1.

Синтезатор частот генерирует последовательность тонов, частота которых изменяется через равные промежутки времени. Переходы в наборе 2^к частот определяются k битами псевдослучайного кода. Будем считать время передачи на одной частоте равным времени передачи одного бита, будем также пренебрегать фазовой разницей между информационным сигналом и сигналом расширения . Результирующий сигнал во время - го интервала передачи (передачи ( -го бита) можно выразить в следующем виде

. (2.2)

Здесь — частота сигнала, сгенерированного синтезатором частот во время -го интервала передачи. Используя тригонометрическое равенство , получим следующее соотношение

. (2.3)

Полосовой фильтр (рис. 3.3) позволяет отсеять разность частот, пропуская только их сумму. Полученный сигнал FHSS может быть записан в таком виде

. (2.4)

Итак, частота информационного сигнала в течение -го интервала передачи равна , если значение бита -1, и при значении +1.

Рассмотрим работу передатчика.

Приемник получит сигнал, описываемый только что определенной функцией . Умножение полученного сигнала на копию сигнала расширения дает в результате следующее

. (2.5)

Используя тригонометрическое равенство, получим такой результат:

. (2.6)

Для отсеивания разности частот используется полосовой фильтр (рис. 3.3), в результате получается сигнал, который описывается функцией определенной в формуле (3.1)

(2.7)

С технологией FHSS часто используется многочастотная манипуляция (multiple frequency shift keying — MFSK). Схема MFSK предусматривает использование различных частот для кодирования входного цифрового сигнала по бит за такт. Передаваемый сигнал описывается следующей функцией

, . (2.8)

Здесь

— частота несущей;

— разностная частота;

— количество различных сигнальных посылок, М = 2^L;

— число битов на сигнальную посылку.

В схеме FHSS частота сигнала MFSK меняется с периодичностью секунд. Перестройка частоты производится путем модулирования сигнала MFSK несущей FHSS. В результате сигнал MFSK передается по соответствующему каналу FHSS. При скорости передачи данных время передачи одного бита составляет секунд. Время, необходимое для передачи сигнальной посылки, равно . Если больше или равно , модуляцию с расширением спектра принято называть расширением спектра с медленной скачкообразной перестройкой частоты, в противном случае говорят о быстрой перестройке частоты. Таким образом, расширение спектра с медленной перестройкой частоты: ; расширение спектра с быстрой перестройкой частоты: .

Как правило, FHSS предусматривает использование большого числа частот, следовательно, намного больше . Одним из преимуществ такого подхода является большая устойчивость системы с большим значением к воздействию намеренных помех. Предположим, например, что имеется передатчик MFSK с шириной полосы и источник намеренных помех с полосой такой же ширины и фиксированной мощностью на несущей частоте. Тогда отношение энергии сигнала на бит к плотности энергии шума на герц записывается в следующем виде . (2.9)

При использовании скачкообразной перестройки частоты генератор намеренных помех вынужден будет создавать шум на всех частотах. Поскольку мощность генератора помех фиксирована, мощность шума на каждой из частот будет равна . Значит, отношение мощности сигнала к мощности шума возрастет на величину, именуемую коэффициентом расширения спектра . (2.10)