Системы и сети связи. Схема распространения сигнала и этапы его обработки в системе цифровой связи. Международные органы по связи

1.Системы и сети связи. Схема распространения сигнала и этапы его обработки в системе цифровой связи. Международные органы по связи. Классификация систем связи: 1  Вид передаваемых сообщений  - телефонные  - телеграфные  - факсимильные - передачи данных  - звукового вещания - телевизионного вещания  - ЦСИС  и другие....  2  Обслуживаемая территория  - глобальная  - международная  - региональная - междугородная  - местная  - локальная  3 Ведомственная принадлежность - коммерческие - МИД  - военные и другие...  4 Сфера применения - общего пользования  - частного пользования - специального пользования 5  Способ распределения и  доставки сообщений - некоммутируемые  - с коммутацией каналов  - с коммутацией сообщений - с коммутацией пакетов  6  Структура (топология) - полносвязная  - древовидная - "сетка" - комбинированная  7  Степень автоматизации - неавтоматизированные - автоматизированные  - автоматические  8  Степень подвижности элементов  сети – мобильные - стационарные  Модель системы передачи дискретных сообщений Требования к системам связи 1. требования к передаче информации определённого вида;2. требования  по  своевременности  связи;3. требование по пропускной способности;4. требования по достоверности;  5. требования  по  надёжности; 6. требования по скрытности ; 7. требования по мобильности; 8. требования  к  боевой готовности; 9. требования по имитозащищенности; 10. требования к безопасности; 11. требования к помехозащищенности; 12. требования по устойчивости; 13. требования  к экономичности. Организации, регламентирующие область электросвязи за рубежом 1.Европейский Институт по Телекоммуникационным Стандартам(ETSI)2. Международная организация по стандартам (МОС - International Standards Organization  - ISO)  3. Институт инженеров по радиотехнике и радиоэлектронике (Institute of Electrical and Electronic Engineers - IEEE)4. Ассоциация производителей электронной аппаратуры (Electronic Industries Association - EIA)5. Британский институт стандартов (British Standards Institute - BSI).6. Европейская ассоциация производителей вычислительной техники (European Computer Manufacturers Association - ECMA) МСЭ(ОСИГ с.16) Основные документы МСЭ-устав МСЭ;- международная конвенция по ЭС;- Регламент радиосвязи (Регламент электросвязи);- международный список частот;- список фиксированных станций, действующих на международных линиях;- алфавитный список позывных;- рекомендации МККТТ и МККР. 2.Спектральное представление колебаний Виды сигналов (ОСИГ с.17) Основными параметрами сигнала являются его длительность Т, динамический диапазон D и ширина спектра ?F.  Динамический диапазон D ? это отношение  наибольшей мгновенной мощности сигнала к той наименьшей мощности, которую необходимо отличать от нуля при заданном качестве передачи Ширина спектра сигнала ?F дает представление о скорости изменения сигнала внутри интервала его существования  Векторное пространство(ОСИГ.19,20,21) Сделав выборку некоторого сигнала s(t), возьмем из нее два значения s1 и s2. Таким же образом получим два значения для некоторого сигнала g(t)(Рис.9) Если сигналы выразить через векторы таким образом, то исследование отношений между ними есть исследование отношений между векторами. ||s|| норма вектора s.  s = (s1, s2,…,sN) N-мерным вектором называется величина, представленная набором числовых значений N, расположенных в определенном порядке. Элемент этого числового набора называется компонентом вектора.  Представление функции двумерными векторами s и g (для 20 с.) Иначе говоря, они определяют величину вектора. 7.Колебания фазовой манипуляции (ФМ). Колебание S(t) произвольной формы может быть записано в виде произведения огибающей Sm(t) и косинуса мгновенной фазы ?(t): S(t) = Sm(t) cos ?(t) Процесс изменения одного или нескольких параметров несущей в соответствии с изменениями параметров передаваемого сигнала или других сигналов, воздействующих на нее, называется модуляцией несущей. С.26-31 8.Принципы формирования и передачи сигналов в цифровых системах передачиС.39-44 Теорема о дискретном представлении Сигнал с ограниченной полосой, не имеющий спектральных компонентов с частотами, которые превышают fm Гц, однозначно определяется значениями, выбранными через равные промежутки времени При другой формулировке верхний предел Ts можно выразить через частоту дискретизации, fs = 1/Ts. получаем ограничение, именуемое критерием Найквиста: Критерий Найквиста - это теоретическое достаточное условие, которое делает возможным полное восстановление аналогового сигнала из последовательности равномерно распределенных дискретных выборок 9.Аналого-цифровое преобразование. ИКМ с.45 Представление сигнала рядом Котельникова. Для сигнала , заданного на интервале ? ? < < ?, ряд вида где и ? мгновенные значения в моменты времени , называется рядом Котельникова. 13.Помехоустойчивое кодирование. Кодирование заключается в том, что последовательность символов источника сообщения заменяется последовательностью кодовых символов аj (j= 1, 2,..., т) по определенному правилу. Множество всех кодовых последовательностей (кодовых комбинаций) образует код. Совокупность символов, из которых составляются кодовые последовательности, называют кодовым алфавитом, а их число т (объем кодового алфавита) - основанием кода. Можно выделить два больших класса кодов: блочные и непрерывные. При блочном кодировании последовательность знаков источника; разбивается на отрезки и каждый из них преобразуется в определенную последовательность (блок) кодовых символов (кодовую комбинацию). Множество кодовых комбинаций образуют блочный код.  Непрерывные коды характеризуются тем, что операции кодирования и декодирования производятся над непрерывной последовательностью символов без разбиения ее на блоки. Линейный код представляет собой множество комбинаций т, полученных в результате линейного преобразования k-значных комбинаций в п-значные (для двоичных кодов линейное преобразование имеет смысл умножения и сложения по модулю 2). Полученный код, содержащий mk блоков длиной п, обозначают (п, k). Циклическими называются линейные блочные коды, обладающие следующим свойством: циклический сдвиг символов кодовой комбинации приводит к кодовой комбинации, принадлежащей этому коду. Например, циклические сдвиги кодовой комбинации 1000101 имеют вид 0001011, 0010110, 0101100 и т. д. и в циклическом коде также принадлежат коду. Непрерывные коды характеризуются тем, что операции кодирования и декодирования производятся над непрерывной последовательностью символов без разбиения ее на блоки. Систематическим сверточным кодом (ССК) рис а) является такой, для которого в выходной последовательности кодовых символов содержится без изменения исходная последовательность информационных символов. В противном случае сверточный код называется несистематическим.(НСК) рис б). Алгоритм декодирования витерби стр 159 Входной символ 0 соответствует выбору верхнего ребра, а 1- нижнего. Пример: входная: 1 0 1 1 0 выходная 11 01 00 10 10 19.Организация множественного доступа Классификация методов доступа к общему каналу. Фиксированные методы множественного доступа.  Методы случайного доступа. Методы назначения  ресурса канала по требованию. Классификация методов доступа к общему каналу связи. Существует три основных способа увеличения пропускной способности  ресурса связи. Первый состоит в увеличении эффективной изотропно-излучаемой мощности  передатчика или в снижении потерь системы. Второй способ — это увеличение ширины полосы канала. Третий способ заключается в повышении эффективности распределения ресурса связи. Одна из возможных реализаций этого способа — множественный доступ. Основные способы распределения ресурса связи приводятся ниже: 1.        Частотное разделение (frequency division — FD). Распределяются  определенные поддиапазоны используемой полосы частоты. 2.        Временное разделение (time division— TD). Пользователям выделяются периодические временные интервалы. В некоторых системах пользователям предоставляется ограниченное время для связи. В других случаях время доступа пользователей к ресурсу определяется динамически. 3.        Кодовое разделение (code division — CD). Выделяются определенные элементы набора ортогонально (либо почти ортогонально) распределенных спектральных кодов, каждый из которых использует весь диапазон частот. 4.        Пространственное разделение (space division — SD), или многолучевое многократное использование частоты. С помощью точечных лучевых антенн радиосигналы разделяются и направляются в разные стороны. Данный метод допускает много кратное использование одного частотного диапазона. Фиксированные методы множественного доступа Уплотнение/множественный доступ с частотным разделением. стр  Кодовое разделение сигналов пока не нашло такого широкого использования, как частотное и временное. В методе CDMA большая группа пользователей (например, от 30 до 50), одновременно использует общую относительно широкую полосу частот (не менее 1 МГц). В методе нет частотного планирования, используется одна и та же полоса частот. Методы случайного доступа. Для методов этого класса характерно то, что каждый пользователь при необходимости может передавать данные в канал, не выполняя явного согласования с другими пользователями..К методам случайного доступа без контроля несущей относится Чистый метод АЛОХА Каждая станция VSAT передает пакет, как только возникает необходимость в установлении связи. Время передачи пакета случайно. Если пакет принимается центральной станцией правильно, то она посылает подтверждение по исходящему каналу АЛОХА с временными интервалами. Метод АЛОХА с избирательным отказом основан на том, что сообщения в пакете формируются в последовательность субпакетов.. В методе АЛОХА с избирательным отказом повторно передаются только поврежденные субпакеты. Методы назначения ресурса канала по требованию С централизованным управлением Фиксированное распределение ресурса канала (TDMA, FDMA, СDМА) неадаптивно к динамически изменяющимся требованиям пользователей сети, т. е. имеет жесткое управление. В методах случайного доступа управление распределением ресурса канала отсутствует. Методы назначения ресурса по требованию позволяют избавиться от недостатков, присущих вышеперечисленным методам, но предполагают подробную и четкую информацию о требованиях пользователей сети. Классификация методов МД с назначением ресурса канала по требованию с централизованным управлением приведена на рис 20.Мультиплексирование. Методы формирования мультиплексных ЦП, их классификация. Статическое и статистическое  мультиплексирование. Иерархии цифровых систем передачи. Выравнивание скоростей (стаффинг). Мультиплексирование подразумевает передачу данных по нескольким логическим каналам связи в одном физическом канале. Частотное разделение каналов, мультиплексирование с разделением по частоте (англ. Frequency-Division Multiplexing, FDM) Разделение каналов осуществляется по частотам. Так как радиоканал обладает определённым спектром, то в сумме всех передающих устройств и получается современная радиосвязь. Например, ширина спектра сигнала для мобильного телефона составляет 8 МГц. Если мобильный оператор даёт абоненту частоту 880 МГц, то следующий абонент может занимать частоту 880+8=888 МГц. Таким образом, если оператор мобильной связи имеет лицензионную частоту 800—900 МГц, то он способен обеспечить около 12 каналов, с частотным разделением. Временное мультиплексирование (англ. Time Division Multiplexing, TDM) — технология аналогового или цифрового мультиплексирования, в котором несколько сигналов или битовых потоков передаются одновременно как подканалы в одном коммуникационном канале. Принцип временного мультиплексирования заключается в выделении канала каждому соединению на определенный период времени. Применяются два типа временного мультиплексирования — асинхронный и синхронный. С асинхронным режимом TDM— он применяется в сетях с коммутацией пакетов. Мультиплексирование с разделением по длине волны— технология, позволяющая одновременно передавать несколько информационных каналов по одному оптическому волокну на разных несущих частотах. Статистическое временное мультиплексирование Взрывная природа трафика, свойственная сетям передачи данных, привела к разработке более гибкого метода мультиплексирования — статистического. В этом методе тайм-слоты не приписываются жестко за каналами и могут более свободно распределяться под приходящие по разным каналам данные. Времена прибытия данных, а не номера низкоскоростных каналов определяют последовательность, в которой данные от разных каналов размещаются в тайм-слоты. Сначала статистическое мультиплексирование было использовано в сетях с протоколом Х.25, позже — в сетях Frame Relay и АТМ. Статическое. АТМ – пакетная технология коммутации, мультиплексирования и передачи, в которой используются пакеты фиксированной малой емкости, называемые ячейками (иногда в литературе фрагментами). Формат ячейки 53 Возможности АТМ коммутации: контроль соединения и сброс соединения, если сеть не располагает достаточными ресурсами; контроль перегрузки – ограничение нагрузки в приемлемых пределах. Цифровая аппаратура Стр 57-58 мультиплексирования и коммутации была разработана в конце 60-х годов компанией для решения проблемы связи крупных коммутаторов телефонных сетей между собой. Стаффинг. Процедура выравнивания скоростей разных потоков приформировании контейнеро C-n называется  стаффингом. Стаффинг представляет собой процедуру «дополнения» потока служебными битами. Основной проблемой здесь является создание процедуры распознавания иудаления стаффинговых битов при выгрузке потока из контейнера. Возвращаясь снова к аллегории поезда, стаффинг – это уплотнители, которые мы кладем ящик, чтобы не побить хрупкий товар. 21.Особенности формирования цифровых групповых сигналов на основе ИКМ. Цифровые системы передачи на основе ИКМ. Основные параметры и структура группового сигнала первичных систем передачи  (ИКМ-30/32 и ИКМ-24). Особенности формирования каналов сигнализации, цикловой и сверхцикловой синхронизации. Смотри стр. 57 и 58 ОСИГ,(таблица и нижняя схема) Системные характеристики ЦП Т1 можно свести к следующему:1. Метод группообразования – позначный.2. Групповая скорость – 1544 кбит/с.3. Скорости каналов – 64 кбит/с.4. Число уплотняемых каналов – 24.5. Код в каналах – восьмиэлементный. Кодирование речевого сигнала соответствует  - закону, рассмотренному в Рекомендации МККТТ G.711.6. Сигнализация:  – по общему каналу;  – выделенным каналам.7. Канал группового тракта – цифровой тракт на 1544 кбит/c.8. Структура цикла:  – длина цикла 193 бит (1 +  );  – первый бит цикла обозначается как F-бит и используется для целей синхронизации, контроля и передачи данных. Распределение F-бита представлено в таблице 1.3. Примечание: Возможен случай, когда число уплотняемых каналов – 23 (G.734), тогда интервалы с 1 по 23 предназначены для компонентных сигналов; канальный интервал 24 предназначен для циклового синхросигнала и служебных символов (рекомендуются два метода их размещения в интервале 24). В системе 12 циклов составляют сверхцикл. На первых позициях нечетных циклов (1, 3, 5, ...11) передается сигнал ЦС в виде чередующейся последовательности 1010..., на первых позициях четных циклов (2, 4, 6,...) - сигнал СЦС, имеющий вид 001110. Смотри стр 59 Синхронизация        Каналы сигнализации в системе Т1 образуются следующим образом. В каждом 6-м цикле для сигнализации в каналах исключается один бит наименее значащего разряда ИКМ. Полученные таким образом каналы сигнализации делятся на подканалы А и Б (тут должен быть рисунок, но сорян пасаны). Существующие американские системы Т1 не позволяют передавать длительные последовательности нулей, поэтому каждый октет должен содержать по крайней мере одну единицу. Как правило, синхронизация реализуется одним из двух способов, связанных с тем, как работают тактовые генераторы отправителя и получателя: независимо друг от друга (асинхронно) или согласованно (синхронно). Для нормальной работы плезиохронных ЦСП должны быть обеспечены следующие виды синхронизации: ?        Тактовая (битовая) синхронизация заключается в том, что передающее и приемное оборудование работают на одной тактовой частоте FТ. Целью тактовой синхронизации является согласованная работа передатчика и приемника с тем, чтобы принимающий узел мог правильно интерпретировать цифровой сигна ?        Цикловая (кадровая) синхронизация вызвана необходимостью согласования по фазе передающего и приемного оборудования таким образом, чтобы можно было идентифицировать начало кадра. Таким образом, она обеспечивает правильное выделение и декодирование кодовых групп цифрового сигнала. ?        Сверхцикловая синхронизация обеспечивает на приеме правильное распределение сигналов управления и взаимодействия (СУВ) по соответствующим телефонным каналам. СУВ представляют собой набор сигналов, управляющих работой АТС (набор номера, ответ, отбой, разъединение и пр.) 22Плезиохронная цифровая иерархия (PDH). Особенности плезиохронной цифровой иерархии Наличие стандартных скоростей передачи и фиксированных коэффициентов мультиплексирования позволило говорить о трех схемах мультиплексирования - американской, японской и европейской. При использовании жесткой синхронизации при приеме/передаче можно было бы применить метод мультиплексирования с чередованием октетов или байтов. На выходе мультиплексора формируется синхронизированная цифровая последовательность. Информация о вставленных/изъятых битах передается по служебным каналам, формируемым отдельными битами в структуре фрейма. На последующих уровнях мультиплексирования эта схема повторяется, добавляя новые выравнивающие биты. Эти биты затем удаляются/добавляются при демультиплексировании на приемной стороне для восстановления исходной цифровой последовательности. Такой процесс передачи получил название плезиохронного (т. е. почти синхронного), а цифровые иерархии АС, ЯС и ЕС, соответственно, название плезиохронных цифровых иерархий - PDH. Кроме синхронизации, на уровне мультиплексора второго порядка происходит формирование фреймов и мультифреймов. В АС используется два у ровня мультиплексирования. В ЯС используются три уровня мультиплексирования. В ЕС используются три уровня мультиплексирования. Общая схема канала передачи с использованием технологии PDH даже в самом простом варианте топологии сети "точка - точка" на скорости 140 Мбит/с должна включать три уровня мультиплексирования на передающей и три уровня демультиплексирования на приемной стороне. С использованием современных методов ИКМ можно использовать скорость 32 кбит/с для передачи одного речевого канала, что приводит к схемам каналов Т1 или Е1, несущих 48 или 60 телефонных каналов Более важным результатом этого развития стало то, что PDH систе мами стали пользоваться для передачи данных используя главным образом каналы 64 кбит/с с протоколом пакетной коммутации Х.25. Схемы плезиохронной цифровой иерархии Скорости цифровых потоков одной и той же ступени  ПЦИ, но образуемых ЦСП, расположенными на различных станциях сети, могут несколько отличаться друг от друга в пределах допустимой нестабильности частот задающих генераторов. Именно поэтому рассматриваемая иерархия ЦСП называется плезиохронной. Схема объединения цифровых потоков европейской ПЦИ Для нормальной работы плезиохронных ЦСП должны быть обеспечены следующие виды синхронизации: -Тактовая (битовая) синхронизация заключается в том, что передающее и приемное оборудование работают на одной тактовой частоте FТ. Целью тактовой синхронизации является согласованная работа передатчика и приемника с тем, чтобы принимающий узел мог правильно интерпретировать цифровой сигнал. -Цикловая (кадровая) синхронизация -Сверхцикловая синхронизация Схема управления синхронизацией узлов в сети. Структура кадра вторичной ЦСП ПЦИ E2 (ИКМ-120)  является типичной для всех высших уровней этой иерархии. Цикл передачи имеет длительность 125 мкс и состоит из 1056 позиций. Цикл разделен на 4 субцикла, одинаковых по длительности. Первые восемь бит первого субцикла заняты комбинацией 11100110, представляющий собой цикловой синхросигнал объединенного потока. Первые четыре бита второго, третьего и четвертого субцикла заняты первыми символами команд согласования скоростей (КСС). Метод группообразования – поэлементный, с циклическим чередованием бит в порядке нумерации первичных систем. Групповая скорость – 8448 кбит/с. Скорости передачи объединяемых первичных систем –  2048 кбит/с. Для выравнивания скоростей в системе используется положительно-отрицательное цифровое выравнивание. Число объединяемых  первичных систем – 4. Структура цикла системы представлена в таблице 2.12. Длина цикла, бит – 1056. Число битов на первичную систему – 256. Максимальная скорость выравнивания на первичную систему – 8 кбит/с. Основные характеристики системы второго уровня с групповой скоростью передачи 8448 кбит/с и положительно-отрицательным цифровым выравниванием (G.745 ) Система предназначена для применения на цифровых трактах между странами, использующими аппаратуру первичной системы со скоростью передачи 2048 кбит/с, как, например, аппаратуру, выполненную в соответствии с Рекомендацией МККТТ G.732, или любую другую, идентичную ей. Метод группообразования – поэлементный, с циклическим чередованием бит в порядке нумерации первичных систем. Групповая скорость – 8448 кбит/с. Скорости передачи объединяемых первичных систем –2048 кбит/с. Для выравнивания скоростей в системе используется положительно-отрицательное цифровое выравнивание. Число объединяемых  первичных систем – 4. Структура цикла системы представлена в таблице 2.12. Длина цикла, бит – 1056. Число битов на первичную систему – 256. Максимальная скорость выравнивания на первичную систему – 8 кбит/с. Сигнал управления выравниванием является распределенным и состоит из трех бит. Положительное цифровое выравнивание обозначается сигналом "111", передаваемым в каждом из двух последовательных циклов; отрицательное – сигналом "000"; а отсутствие цифрового выравнивания – сигналом "111" в одном цикле и сигналом "000" в следующем. 23Оборудование мультиплексирования DCME.  Стр.80 Основные характеристики оборудование мультиплексирования DCME,   структурная схема. Канал управления в любой системе ЦИР/АДИКМ прежде всего обеспечивает цикловую синхронизацию аппаратуры ЦИР/АДИКМ и помехоустойчивое кодирование передаваемых сообщений. По каналу управления в любой системе ЦИР/АДИКМ передается информация:-о закреплении соединительного канала за несущим (с указанием при необходимости типа несущего канала);-об уровне шума занятого канала в паузах;-о виде сигнала, передаваемого в несущем канале;-о сигналах динамического управления нагрузкой;-об аварийных ситуациях (как системных, так и входных ИКМ - линий);-о закреплении служебных каналов за несущими;-о закреплении несущего канала для тестирования и о результатах самодиагностики. Каналы в составе вводимых ЦП имеют номера «наземных» каналов (Terristrial Channel - ТС). Каждому номеру ТС ставится в соответствие номер канала DCME (International Channel - IC). Таблица соответствия № ТС - № IC хранится в памяти оборудования DCME. В оборудовании DCME предусмотрено 3 режима коммутации каналов: предварительное закрепление, коммутация каналов по требованию, СВК на основе ЦИР. Каждому режиму коммутации выделено фиксированное количество каналов SC. Факсимильный модуль  -  это функциональный блок,  который обеспечивает сжатие факсимиле для передачи  в  DCME.  Основная функция  факсимильного  модуля  - обнаружить вызовы факсимиле, демодулировать факсимильные сигналы и передать  демодулированные данные удаленному факсимильному модулю через DCME. Сигналы факсимильного изображения, передаваемые методом:-  ОФ (DPSK) по рек. V27ter,-  КАМ (QAM) по рек. V29,-  КАМ (QAM) по рек. V17. 24. Кадровая структура ЦП DCME, особенности уплотнения каналов. Cтруктура ЦП DCME. В целях унификации передающего оборудования параметры цикла ЦП DCME длительностью 125мкс соответствуют параметрам циклов первичных ЦП ИКМ. Для скорости 2.048 Мбит/с интервалы (КИ) с 1-го по  31-й образуют цикл объединения (ЦО) DCME. Два цикла объединяются в сверхцикл ЦП. В ЦО предусмотрено образование одного или двух независимых пулов (pool - область объединения, общий ресурс), каждого со своим каналом управления. Пул содержит целое число временных интервалов TS (Time Slot) no 8 бит из общего числа - TS1 ... TS31(TS1 ... TS24). Структура информационного поля пула носит динамический характер и в текущем ЦК зависит от количества и типа SC. Имеется возможность сформировать три типа SC. Первый тип соответствует скорости передачи информации 64 кбит/с. В нем 8 бит канала последовательно занимают два четырехбитовых интервала. Второй тип соответствует скорости 40 кбит/с и содержит 5 бит на канал. Для группы в 4 канала выделяется 5 четырех­битовых интервалов: в четырех из них передаются по 4 бита от каждого канала, а пятый образует «банк битов», на каждой позиции которого передаются 5-е биты каналов. Третий тип соответствует скорости 32 кбит/с. Для передачи четырех битов канала выделен один четырехбитовый интервал. Уплотнение с частотным разделением каналов При разделении каналов по частоте (частотное разделение – ЧРК) канальный сигнал представляет собой модулируемое компонентным сигналом поднесущее колебание и занимает полосу частот, неперекрывающуюся с полосами частот других канальных сигналов. Уплотнение с временным разделением каналов, алгоритмы асинхронного объединения При разделении каналов по времени (временное разделение каналов – ВРК) канальный сигнал представляет собой последовательность модулируемых компонентным сигналом импульсов, неперекрывающихся по времени друг с другом и импульсами других канальных сигналов. Уплотнение с кодовым разделением каналов При разделении каналов по форме (кодовое разделение каналов – КРК) модулируемые компонентными сигналами канальные сигналы, перекрываясь по времени и занимаемой полосе частот, остаются ортогональными или почти ортогональными за счет их  формы. Особенности передачи различного типа трафика с использованием оборудования DCME. На межгосударственных линиях связи распространены 3 типа нестандартного оборудования систем ЦИР/АДИКМ:   DTX-240 и его варианты фирмы ECI Telecom,   Celtic 3G фирмы CIT-Alcatel,   DX-3000 фирмы Mitsubishi Факсимиле третьей группы предполагает два типа сигналов: Сигналы управления, описанные в рек. Т.30 и передаваемые методом: -  ЧМ (FSK) по рек. V21, -  ОФ (DPSK) по рек. V22, Сигналы факсимильного изображения, передаваемые методом: -  ОФ (DPSK) по рек. V27ter, -  КАМ (QAM) по рек. V29, -  КАМ (QAM) по рек. V17. Факсимильный процесс включает следующие этапы: установление факсимильного соединения, взаимное определение параметров факсимильного оборудования, тестирование канала связи, принятие решения о параметрах передачи информации факсимильного изображения, передача информации факсимильного изображения, корректирование параметров передачи информации факсимильного изображения, разъединение. 25Оборудование мультиплексирования PCME. Оборудование PCME преобразует речь, внутриполосные данные, факсимиле, общий канал сигнализации (ОКС), видео и цифровые данные из каналов с форматами первичной скорости или форматов первого уровня Синхронной Цифровой Иерархии в формат кадра LAPD (Link Access Procedure D-Channel - процедура доступа линии связи к D-каналу). Для сжатия информации используется распознавание сигналов на передающей стороне PCME. Распознавание происходит на основе оценки полосы частот, занимаемой входным сигналом, внутри стандартного телефонного канала (СТК) и его уровня.  В  зависимости  от  результатов  этой  оценки,  выбирается  метод обработки сигнала перед его отправкой в виде пакетов. мультиплексирование с частотным разделением каналов (частотное уплотнение) мультиплексирование с временным разделением каналов (временное уплотнение) мультиплексирование с разделением по длине волны (волновое уплотнение) передача речи и сигналов речевого диапазона - протокол PVP (Packet Voice Protocol); передача факсимиле третьей группы - предусмотрен протокол FADCOMP (Facsimile Demodulation and Compression Protocol); передача цифровых данных в системах PCMS предусмотрено использование протоколов DICE (Digital Circuit Еmulation) и VDLC (Virtual Data Link Capability). Протокол DICE Для передачи цифровых данных, поступающих из канально-ориентированной стороны, может быть применен протокол DICE. Он построен на физическом, канальном и пакетном уровнях, аналогичных применяемым при передаче речи в целях повышения эффективности использования доступной полосы за счет: устранения лишней передачи терминальных и сетевых холостых кодов, тем самым освобождая полосу для использования; устранения передачи дополнительных копий из подканалов. Формат кадра протокола DICE во многом похож на формат кадра протокола PVP (описанного в разделе, посвященном передаче речи). Протокол DICE предусматривает передачу пакетов двух типов: информационные пакеты; пакеты обновления комбинаций холостого хода. Общая структура кадра протокола DICE представлена на рис. 3.7. Оба типа пакетов имеют одинаковый формат, за исключением того, что в пакетах обновления комбинаций холостого хода отсутствует информационное поле (его длина нулевая) и последовательный номер (SEQ) установлен в ноль. Передача факсимиле с использованием протокола FАDСОМР Процедуры сжатия оборудованием PCME факсимиле группы 3 описывает протокол демодуляции и сжатия факсимиле (FADCOMP). Траффик факсимиле группы 3 включает передачу двух типов информации:         управляющая информация;         данные изображения. Управляющая информация передается в обоих направлениях, тогда как передача данных изображения является однонаправленной. Данные изображения включают тестовую последовательность рекомендации Т.30. 26. Синхронная цифровая иерархия Синхронная цифровая иерархия — это система передачи данных, основанная на синхронизации по времени передающего и принимающего устройства. Изначально создавались для передачи телефонных сообщений на соединительных линиях между АТС в виде цифровых сигналов с ИКМ. В качестве среды распространения использовался симметричный или коаксиальный кабель, коэффициент затухания, которого возрастал при увеличении тактовой частоты (скорости передачи). При построении более высокоскоростных систем снижалась длина регенерационного участка и требовалась увеличение числа регенераторов, что приводило к существенному увеличению капитальных и эксплуатационных затрат. Благодаря появлению в середине 80-х годов современных волоконно-оптических кабелей оказались достижимыми высокие скорости передачи в линейных трактах ЦСП с одновременным удлинением секции регенерации.  первая особенность иерархии SONET/SDH – поддержка в качестве входных сигналов каналов доступа только трибов PDH и SONET/SDH. Другая особенность – процедура формирования структуры фрейма. Два правила относятся к разряду общих: 1. при наличии иерархии структур структура верхнего уровня может строиться из структур нижнего уровня, 2. несколько структур того же уровня могут быть объединены в одну более общую структуру. Структура STM-1(стр.62,схема внизу) Первые 9 столбцов STM-1 несут служебную информацию. За исключением 4-й строки они образуют поле секционного заголовка SOH, содержащего синхросигнал, байты для обслуживания, контроля и управления. Заголовок подразделяется на подзаголовок регенерационной секции RSOH и MSOH - подзаголовок мультиплексной секции. Столбцы с 10-го по 270-й образуют поле нагрузки, в которое по определенным правилам вводятся сигналы нагрузки. Фазовые соотношения между сигналами нагрузки и кадром STM фиксируются в указателях (PTR), которые располагаются в 4-й строке первых 9-и столбцов. Далее будет показано, что посредством указателей достигается возможность доступа к отдельным составляющим нагрузки без необходимости демультиплексирования потока STM. Схемы мультиплексирования потоков в SDH(стр. 65) В этой обобщенной схеме мультиплексирования используются следующие основополагающие обозначения: С-n – контейнеры уровня n (n=1,2,3,4); VC-n – виртуальные контейнеры уровня n (n=1,2,3,4), TU-n – трибные блоки уровня n (n=1,2,3), TUG-n – группы трибных блоков уровня n (n=2,3), AU-n – административные блоки уровня n (n=3,4); AUG – группа административных блоков и STM-1 – синхронный транспортный модуль. Контейнеры С-n служат для инкапсуляции (размещения с целью последующей передачи) соответствующих трибов PDH на входах. Уровни контейнера n соответствуют уровням PDH иерархии, т. е. n=1,2,3,4, а число типоразмеров контейнеров n должно быть равно числу членов объединеного стандартного ряда, т. е. 6. Четвертый уровень PDH имеется только у ЕС иерархии, т. е. С-4 инкапсулирует Е4. Контейнер С-2 инкапсулирует только Т2 АС иерархии. Контейнеры С-1, С-3 должны быть разбиты каждый на два подуровня для инкапсуляции соответствующих трибов АС и ЕС иерархий. Итак, имеем: T-n, E-n – трибы PDH уровня n (или компонентные сигналы), соответствовующие объединенному стандартному ряду АС и ЕС иерархий PDH, приведенному выше С-n – контейнер уровня n – элемент SDH, содержащий триб T-n; контейнеры С-1 и С-3 разбиваются на следующие контейнеры подуровней С-nm -С-1 – на контейнеры C-11 и С-12, инкапсулирующие трибы Т1=1,5 Мбит/с и Е1=2 Мбит/с, соответственно -С-3 – разбивается на контейнеры C-31 и С32, инкапсулирующие трибы Е3=34 Мбит/с и Т3=45 Мбит/с, соответственно. 27.  1  Характеристики типов каналов СПИ Канал связи — система технических средств и среда распространения сигналов для передачи сообщений (не только данных) от источника к получателю (и наоборот). Канал связи, понимаемый в узком смысле (тракт связи), представляет только физическую среду распространения сигналов, например, физическую линию связи. Канал электросвязи — это совокупность технических средств и среды распространения сигналов, обеспечивающая при подключении абонентских устройств передачу сообщений от источника к получателю. Сети ПДС, как и другие вторичные сети, организуются на базе каналов первичной сети ЕАСС. Для передачи дискретные сообщений используются каналы связи, образуемые в системах передачи с разделением по частоте и времени, а также физические цепи проводных линий связи (воздушных, кабельных, волоконно-оптических и т. д). В настоящем параграфе рассматриваются только такие каналы, при поступлении на вход которых непрерывного сигнала на его выходе сигнал также будет непрерывным. Такие каналы, как было отмечено выше, называют непрерывными. Они всегда входят в состав дискретного канала. Непрерывными каналами являются, например, стандартные телефонные каналы связи (каналы тональной частоты — ТЧ) с полосой пропускания 0,3 ... 3,4 кГц, стандартные широкополосные каналы с полосой пропускания 60 ... 108 кГц, физические цепи и др. Наиболее распространенным способом задания непрерывных каналов является описание их с помощью операторов преобразования входных сигналов и задание действующих в них помех. При малой мощности входных сигналов справедливо положение о линейности канала. Тогда модель канала может быть представлена в виде линейного четырехполюсника [2.1], для которого входной и выходной сигналы связаныинтегралом Дюамеля. Канал можно также задать комплексной частотной характеристикой, связанной с преобразованием Фурье: где — соответственно амплитудно-частотная (АЧХ) и фазочастотная (ФЧХ) характеристики канала. Для идеального канала имеем и линейную фазочастотную характеристику Обычно измеряется не ФЧХ, а групповое время прохождения Для идеального канала — канала с линейной фазочастотной характеристикой На выходе непрерывного канала всегда действуют гауссовские помехи. К таким помехам, в частности, относитсятепловой шум. Эти помехи неустранимы. Модельнепрерывного канала, включающая в себя четырехполюсник симпульсной характеристикой иисточник аддитивных гауссовских помех. Снижение уровня более, чем 17,4 дБ ниже номинального, называется перерывом. При перерыве уровень падает ниже порога чувствительности приемника и прием сигналов фактически прекращается. Рис. 2.2 Модель непрерывного канала с различными видами искажений, шумов и помех Рис. 2-3. Влияние фазового дрожания (а) и фазовых скачков (б) на гармонический сигнал Перерывы длительностью меньше 300 мс принято называть кратковременными, больше 300 мс — длительными. Импульсные помехи и перерывы являются основной причиной появления ошибок при передаче дискретных сообщений по проводным каналам связи. К искажениям формы сигнала на выходе непрерывного канала приводят также сдвиг его спектральных составляющих по частоте, фазовые скачки и фазовое дрожание несущего колебания В результате частотного сдвига, фазовых скачков и фазового дрожания и появляется паразитная угловая модуляция сигнала.  показано воздействие фазового дрожания (а) и фазовых скачков (б) на передаваемый но каналу гармонический сигнал. Пусть на вход канала постоянного тока поступает последовательность прямоугольных импульсов длительностью то. 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. Рис. 2.4. К определению понятия канал постоянного тока 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 по длительности. На рис. 2.5 изображены две последовательности на выходе канала, одна из которых соответствует случаю, когда все ЗМ смещены на время (рис. 2.5, а) и элементы не искажаются, а другая (рис. 2.5, б) — случаю, 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-го ЗМ это смещение равно (рис. 2.5). Индивидуальное краевое искажение, отнесенное к длительности единичного временного интервала, называют относительным. Для ЗМ оно обозначается и определяется по формуле Смещение ЗМ относительно идеального вправо принято считать положительным, а влево — отрицательным. Рис. 2.5. Сигнал на выходе канала постоянного тока: а — неискаженный, б — искаженный Максимальный разброс смещений ЗМ на интервале анализа определяет степень изохронного искажения: где — максимальное и минимальное смещения ЗМ соответственно. Пример 2.1. Пусть на интервале анализа зафиксированы значения индивидуальных относительных краевых искажений Очевидно, что и следовательно, 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 имеет случайный характер. Характеристические искажения — это искажения, определяемые характером передаваемой последовательности. Они возникают в том случае, если за время то 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 частостью их появления и плотностью распределения длительности дроблений. Сущность способа регистрации стробированием состоит в том, что накопительный элемент наборного устройства приемника подключается на время, которое значительно меньше длительности элементарной посылки. Момент подключения накопительного элемента к входному устройству часто называют моментом регистрации или временем регистрации. Очевидно, что момент регистрации посылки должен совпадать с приходом из канала связи наиболее устойчивой части посылки. При наличие краевых искажений наиболее вероятным является искажение краев посылок, поэтому наиболее устойчива средняя часть посылки. Именно в момент средней части посылки ее целесообразно регистрировать. При регистрации методом стробирования вид принимаемого элемента («0» 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. Регистрация методом стробирования может быть реализована наэлектронных элементах. Структурная схема устройства, осуществляющего регистрацию посылок методом стробирования, приведена на рисунке 1.3, а временные диаграммы поясняющие принцип работы Стробимпульс Передается последовательность 10101. На выходе входного устройства Вх. У импульсы постоянного тока имеют прямоугольную форму, но искажены по длительности (штриховой линией показаны неискаженные сигналы). Ключи Кл.1 и Кл.2 открываются одновременно на время поступления стробимпульса. Поступление импульса U5 в моменты, соответствующие серединам единичных интервалов, обеспечивается применением устройств поэлементной синхронизации. При этом сигналU4 (U5) появляется или на выходе Кл.1 (точка 4), или Кл.2 (точка 5). В зависимости от этого выходное устройство Вых. У. фиксирует «1» или «0». Если смещение ЗМ относительно идеального положения не превышает 0.5?0, то элемент сигнала регистрируется правильно. Величина, на которую допускается смещение ЗМ, не вызывающее неправильный прием, определяет исправляющую способность приемника. В нашем случае исправляющая способность (теоретическая) равна 0.5?0или 50%. что из-за смещения ЗМ относительно идеального положения на величину, превышающую 0.5?0, 5 элемент принимается неправильно. 27.2Интегральный метод: Сущность интегрального метода регистрации состоит в том, что во время приема нанакопительном элементе происходит накопление энергии посылки в течение времени длительности неискаженной посылки то и решение в виде принятого элемента выносится на основе анализа сигнала Uвых, определяемого выражением: где Uвх(t)- сигнал на входе регистрирующего устройства. Этот сигнал является дискретной функции непрерывного времени. Интегрирование осуществляется на интервале, соответствующем неискаженному элементу. Пусть Uвх(t)принимается на интервале анализа как значения Uвх(t)=0, так иUвх(t)=1. Тогда решения о приеме «1» должно выноситься, еслиUвых?0.5. Очевидно, что ошибка при передаче «1» будет в том случае, когдаUвых<0.5. Интегральный метод часто реализуется на основе многократного стробирования сигнала Uвх(t)в N точках. Схема, поясняющая принцип действия такого устройства регистрации, а также диаграммы, поясняющие принцип регистрации интегральным методом приведены соответственно. Случайный процесс возникновения ошибок в дискретном канале будет полностью описан, если заданы: входной (А) и выходной (А) алфавиты символов, а также совокупность переходных вероятностей вида р(а/а), где а = (с^, а2, а3,..., с^,...) - произвольная последовательность символов входного алфавита и а, є А - символ на входе канала в і-й момент времени а = а2, &3,..., сс]у...) - соответствующая а последовательность символов из выходного алфавита, а щ є А - символ на выходе канала в і-й момент; р(а/а) - условная вероятность приема последовательности а при условии, что передана последовательность а. Число задаваемых переходных вероятностей с увеличением длины входных и выходных последовательностей растет. Так, если используется двоичный код и выходной алфавит равен входному, то при последовательности длины п общее число задаваемых переходных вероятностей будет равно 22п. Дискретный канал без памяти. Если в любой момент вероятность появления символа на выходе дискретного канала зависит только от символа на входе канала для всех пар символов на входе и выходе, то такой канал называется каналом без памяти. Примером дискретного канала без памяти может служить двоичный симметричный канал (ДСК), граф которого изображен на рис. 1.2. Каждый символ последовательности а на входе с некоторой фиксированной вероятностью q воспроизводится на выходе канала правильно (q р(0/0) = р(1/1)), и с вероятностью рош = р( 1 /0) = р (O/l)^ - 1 - q - неправильно. Каналы с памятью. Канал, в котором каждый символ выходной последовательности зависит как от соответствующего символа на входе, так и от прошлых входных и выходных символов, называется каналом с памятью. Большинство реальных каналов является каналами с памятью. Одной из причин появления памяти является межсимвольная интерференция, возникающая из-за ограничения полосы пропускания канала связи. В этом случае каждый символ на выходе канала частично зависит от нескольких следующих друг за другом символов на входе (зависимость эта определяется импульсной характеристикой канала). Другой причиной могут быть перерывы в канале (например, вызванные появлением импульсных помех, замираний и т. п.), длительность которых значительно превышает длительность символа. В период действия перерыва вероятность неправильного приема резко возрастает и появляется последовательность ошибок, называемая пакетом. В общем случае для канала с памятью можно ввести понятие «состояние канала». Тогда каждый символ последовательности на выходе канала будет статистически зависеть как от соответствующего символа на входе, так и от состояния канала в данный момент. Под состоянием канала в заданный момент можно понимать, например, вид последовательности входных и выходных символов вплоть до заданного момента. Так, отражается, в частности, влияние межсимвольной интерференции. Простейшей моделью канала с памятью является модель источника ошибок, предложенная Гильбертом. Согласно этой модели канал может находиться в двух состояниях - хорошем (состояние 1) и плохом (состояние 2). Первое состояние характеризуется отсутствием ошибок. Во втором состоянии ошибки появляются с вероятностью о (2) Если при передаче элемента а, канал находится в состоянии 1, то при передаче следующего элемента аг+\ канал будет находиться в том же состоянии с вероятностью рп и в состоянии 2-е вероятностью Pi2=l - Рп. Если же при передаче элемента а, канал находился в состоянии 2, то при передаче элемента он может находиться в том же состоянии с вероятностью р22 и в состоянии 1-е вероятностью Pi2=l - Р22 Канал, в котором каждый символ выходной последовательности зависит как от соответствующего символа на входе, так и от прошлых входных и выходных символов, называется каналом с памятью. Большинство реальных каналов является каналами с памятью. Одной из причин появления памяти является межсимвольная интерференция, возникающая из-за ограничения полосы пропускания канала связи. В этом случае каждый символ на выходе канала частично зависит от нескольких следующих друг за другом символов на входе (зависимость эта определяется импульсной характеристикой канала). Другой причиной могут быть перерывы в канале (например, вызванные появлением импульсных помех, замираний и т. п.), длительность которых значительно превышает длительность символа. В период действия перерыва вероятность неправильного приема резко возрастает и появляется последовательность ошибок, называемая пакетом. В общем случае для канала с памятью можно ввести понятие «состояние канала». Тогда каждый символ последовательности на выходе канала будет статистически зависеть как от соответствующего символа на входе, так и от состояния канала в данный момент. Под состоянием канала в заданный момент можно понимать, например, вид последовательности входных и выходных символов вплоть до заданного момента. Так, отражается, в частности, влияние межсимвольной интерференции. Простейшей моделью канала с памятью является модель источника ошибок, предложенная Гильбертом. Согласно этой модели канал может находиться в двух состояниях - хорошем (состояние 1) и плохом (состояние 2). Первое состояние характеризуется отсутствием ошибок. Во втором состоянии ошибки появляются с вероятностью о (2) Если при передаче элемента а, канал находится в состоянии 1, то при передаче следующего элемента аг+\ канал будет находиться в том же состоянии с вероятностью рп и в состоянии 2-е вероятностью Pi2=l - Рп. Если же при передаче элемента а, канал находился в состоянии 2, то при передаче элемента он может находиться в том же состоянии с вероятностью р22 и в состоянии 1-е вероятностью Pi2=l - Р22 28. Прием дискретных сообщений         Согласно критерию Котельникова или критерию идеального наблюдателя, качество демодулятора оценивается безусловной (средней) вероятностью правильного приема символов.   -  в левой части отношение правдоподобия, P(bi/z(t)) – вероятность того, что при приходе z(t) [0,T] принимается правильное решение, что передан символ bi, - называется апостериорной вероятностью символа bi. Вместо вычисления отношения правдоподобия для каждой реализации признака можно установить порог принятия решения z0. Ошибка первого рода ? (вероятность ложной тревоги), которая характеризует долю ошибочных решений в пользу класса s2, в то время как реализация признака принадлежала классу s1 Ошибка второго рода ? (вероятность пропуска цели), определяющей долю ошибочных решений в пользу класса s1, хотя реализация признака принадлежала классу s2. Структурная схема оптимального приемника при точно известных сигналах 29. Организация  передачи данных по каналам КТСОП. Канал связи - совокупность технических средств (преобразователей) и среды распространения, обеспечивающих передачу сигналов на расстояние. Длительность сигнала Т определяет интервал времени, в пределах которого сигнал существует. Динамический диапазон D это отношение наибольшей мгновенной мощности сигнала к той наименьшей мощности, которую необходимо отличать от нуля при заданном качестве передачи. Достоверность передачи данных характеризует вероятность искажения для каждого передаваемого бита данных. Помехоустойчивость линии определяет ее способность уменьшать уровень помех, создаваемых во внешней среде, на внутренних проводниках. Затухание определяется как относительное уменьшение амплитуды или мощности сигнала при передаче по каналу сигнала определенной частоты. Полоса пропускания - это непрерывный диапазон частот, для которого отношение амплитуды выходного сигнала ко входному превышает некоторый заранее заданный предел. Амплитудно-частотная характеристика - зависимость остаточного затухания от частоты при постоянном уровне на входе канала, т. е. рвх = const. 30 .Общая характеристика и классификация модемов. Обобщенная схема передачи сообщений по каналам КТСОП. Общая характеристика и классификация модемов. Эхо-сигнал, причины его возникновения и способы борьбы с ним. Функциональная схема модема для КТСОП. Определение основных параметров модуляции в сеансах связи. Отличия сеансов передачи данных от факсимильных сеансов. По области применения - для коммутируемых телефонных каналов; - для выделенных телефонных каналов; -  для физических соединительных линий; - модемы низкого уровня или модемы на корот­кие расстояния; - модемы основной полосы; По методу передачи - модемы, поддерживающие только асинхронный режим работы; - модемы поддерживающие асинхронный и синхронный режимы работы; - модемы, поддерживающие только синхронный режим работы. По конструкции -  внешние; -  внутренние; -  портативные; -  групповые.        Слово «модем» объединяет в себе два понятия: «модулятор» и «демодулятор», хотя как устройство выполняет более широкие функции  Схема передатчика синхронного модема        Схема приемника синхронного модема Эхо – ослабленный, смещенный во времени сигнал отвечающего модема. Для борьбы с электрическим эхом возможно использование следующих методов: 1эхозаграждения (блокирует отраженный эхо-сигнал вместе с сигналом другого абонента); 2эхокомпенсации (модемы, обладая информацией о собственном выходном сигнале, могут использовать это знание для подавления эхо-сигналов, поступающих на вход модема вместе с полезным сигналом); 3частотное разделение каналов (ос­нован на разделении полосы час­тот телефонного канала связи на две части, в одной из которых про­исходит передача, в другой - прием); 29??? 30??? 31.Протоколы модуляции, используемые для передачи данных по каналам КТСОП ОСИГ (табл. 27, рис. 264, 265, 267; стр. 155-157) Двухпроводные каналы позволяют использовать два провода как для передачи, так и для приема сигналов. Такие каналы позволяют экономить на стоимости кабелей, но требуют усложнения каналообразующей аппаратуры и аппаратуры пользователя. Двухпроводные каналы требуют решение задачи разделения принимаемого и передаваемого сигналов. Такая развязка реализуется при помощи дифференциальных систем, обеспечивающих необходимое затухание по встречным направлениям передачи (т. е. разъединение потоков данных, циркулирующих в разных направлениях). Неидеальность дифференциальных систем приводит к искажениям амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик канала и к специфической помехе в виде эхо-сигнала. Для борьбы с электрическим эхом возможно использование следующих методов: эхозаграждения; эхокомпенсации; частотное разделение каналов; 32.Сигнально-кодовые конструкции        Основная идея СКК заключается в том, чтобы на основе увеличения объема ансамбля сигналов разработать такое согласование процедур канального кодирования и отображения кодовых блоков в канальные символы ансамбля сигналов (манипуляционное кодирование), которое обеспечило бы максимизацию евклидова расстояния между всеми разрешенными последовательностями сигналов. Использование СКК позволяет в условиях имеющихся ограничений на энергетику и занимаемую полосу частот добиться одновременного повышения скорости и достоверности передачи информации. Классификация СКК: по типам помехоустойчивого кода, ансамбля сигналов, способу согласования модуляции и кодирования. По типу помехоустойчивого кода СКК: на основе блочных кодов и непрерывных кодов. Отдельный класс составляют СКК на основе каскадных кодов, применяющих одновременно блочные и непрерывные коды. Каждый из классов делится на группы по конкретным видам кода. Среди блочных наиболее употребимыми являются коды Хэмминга, Голея, БЧХ, Рида - Соломона, Рида - Маллера. Непрерывные коды на практике представлены решетчатыми кодами (РК), а среди них выделяются сверточные коды. Декодирование СКК ведется по алгоритму Витерби, реализующему принцип максимального правдоподобия. По типу ансамблей сигналов СКК делятся на конструкции с одномерными, двумерными и многомерными сигналами. Многомерные сигналы составляются из более простых (одномерных, двумерных) сигналов. Способы согласования модуляции и кодирования: согласование кодом Грея и согласование на основе разбиения ансамбля на вложенные подансамбли. Вторая группа включает в себя достаточно большое число типов СКК, различающихся модификациями методов согласования. Сигнально-кодовые конструкции, принадлежащие первой группе, представляют собой результат согласования известных двоичных помехоустойчивых кодов с многопозиционным ансамблем сигналов путем использования в качестве манипуляционного кода - кода Грея. Комбинации кода в табл. получены по следующему правилу: кодовая комбинация натурального кода складывается по модулю 2 (1 ? 1 = 0, 1? 0=1, 0 ? 1 = 1, 0 ? 0 = 0) с такой же комбинацией, сдвинутой вправо на один разряд, при этом младший разряд сдвинутой комбинации отбрасывается. Десятичное число НДК Код Грея 0 0000 0000 1 0001 0001 2 0010 0011 3 0011 0010 4 0100 0110 5 0101 0111 6 0110 0101 7 0111 0100 По способу согласования модуляции и кодирования СКК Унгербоека относятся к конструкциям, полученным на основе разбиения ансамбля сигналов на вложенные подансамбли. Разбиение для ансамбля сигналов ФМ-8 представлено на рис. ОСИГ (рис. 270; стр. 158) Там же показаны расстояния между сигнальными точками. Как следует из рис., исходный ансамбль разбивается на подансамбли при максимальном увеличении наименьших расстояний de min между сигналами внутри подансамблей d0 < dl < d2 < d3. Разбиение осуществляется поэтапно. В примере показаны три этапа разбиения каждого подансамбля предыдущего этапа на два равноэлементных подансамбля. В основе формирования СКК лежат операции отображения информационной последовательности в кодовую путем внесения избыточности и кодовой последовательности в канальную заданием манипуляционного кода. Помехоустойчивое кодирование, повышающее энергетическую эффективность СПИ, является одной из важнейших операций формирования СКК. Получаемый при этом энергетический выигрыш от кодирования (ЭВК) зависит от степени увеличения минимального сигнального расстояния между разрешенными кодовыми блоками. В качестве сигнального для канала АБГШ используется расстояние Евклида. Асимптотический ЭВК (АЭВК) определяется формулой ОСИГ (стр. 158), где def - свободное евклидово расстояние (минимальное евклидово расстояние между разрешенными кодовыми блоками); de - минимальное евклидово расстояние между различными некодированными последовательностями канальных символов одинаковой мощности с кодированными символами. Получаемый при этом энергетический выигрыш от кодирования зависит от степени увеличения минимального сигнального расстояния между разрешенными кодовыми блоками. ОСИГ (рис. 269; стр. 158) Кодер канала преобразует информационную последовательность с выхода кодера источника x ? {X} в последовательность блоков y ? {Y} по n кодовых символов. Отображение блоков y ? {Y} в сигналы z ? {Z}, фор­мируемые модулятором, осуществляется по правилу манипуляционного кодирования. При использовании двоичных помехоустойчивых канальных кодов каждому из M=2n блоков ставится в соответствие один из 2n сигналов. Декодер СКК принимает решение по максимуму правдоподобия о переданном сигнале (последовательности сигналов), находящемся на минимальном евклидовом расстоянии (ЕР) от принятого. Для оценки ЕР значения выходных напряжений детектора квантуются и оцифровываются. Декодирование МК осуществляется на последнем этапе после выбора декодером канала кодовой комбинации в метрике Евклида, т. е. декодер канала оперирует с принимаемыми сигналами, а не с их двоичными представлениями. Применение многопозиционной КАМ в чистом виде сопряжено с проблемой недостаточной помехоустойчивости. Поэтому во всех современных высокоскоростных протоколах используется КАМ совместно с решетчатым кодированием - специальным видом сверточного кодирования, также называемой треллис-модуляцией (ТСМ - Trellis Coded Modulation). ОСИГ (рис. 268; стр. 157) При скорости передачи 14400 бит/с на вход кодера подаются все шесть битов Q1n-Q6n в параллельном коде. При скорости 12000 бит/с входная информационная последовательность разделяется на блоки по пять битов Q1n-Q5n. Аналогично, при скоростях 9600, 7200 и 4800 бит/с задействуются четыре (Qln-Q4n), три (Q1n-Q3n) и два (Qln-02n) входа соответственно. Два первых бита Q1n и Q2n в каждом блоке при любой скорости передачи (индекс n обозначает последовательный номер блока информационной последовательности) поступают на дифференциальный кодер, где они перекодируются в биты Y1n и Y2n. Дифференциальные биты Y1n и Y2n используются в качестве входных для систематического сверточного кодера, который генерирует избыточный бит YOn. Этот избыточный бит и шесть информационных бит Y1n, Y2n, Q3n, Q4n, Q5n, Q6n поступают на устройство сигнального отображения, которое формирует элементы сигнального созвездия TCM-128. При этом число возможных сигнальных позиций увеличено ровно в два раза, из-за введения избыточного бита. Однако такой режим работы позволяет значительно повысить помехоустойчивость передачи. 33.Современные рекомендации МСЭ по модемной связи ОСИГ (табл. 27; стр. 155) Скорость передачи информации 33600 и 31200 это для V.34+, остальное одинаково с V.34. Модем 28800 бит/с (V.34) в отличие от предыдущих стандартов (V.29, V.32, V.33), опирающихся только на модуляционную скорость 2400 бод, реализует также 3000 и 3200 бод и дополнительные скорости 2743, 2800, 3429 бод. Среди новых технологий Рек. V.34 можно выделить следующие: согласование параметров модемов (Negotiation Handshake) располагая информацией о взаимных возможностях, модемы могут согласованно выбирать оптимальный режим работы с учетом условий связи; линейное зондирование (Line Probing) включает в себя передачу специальной последовательности из 21 различной частоты в диапазоне от 150 до 3750 Гц и позволяет удаленному модему анализировать частотные характеристики канала связи, определять степень нелинейных искажений, а также сдвиг частот в канале; предкоррекция межсимвольных искажений (Preceding) представляет собой амплитудно-фазовую предкоррекцию сигнала передатчика с целью упрощения борьбы с межсимвольными искажениями сигнала при приеме; адаптивное предыскажение (Adaptive Pre-Emphasis) связано с выбором одного из 11 возможных шаблонов для спектров передаваемого сигнала. Идея предыскажений заключается во внесении изменений спектра сигнала для компенсации канальных искажений, оцененных на этапе линейного зондирования; адаптация уровня мощности передачи имеет целью регулировку выбора уровня мощности передаваемого сигнала; 4-мерная СКК; преобразование созвездия (Constellation Shaping) обеспечивает снижение реального пик-фактора излучаемого сигнала; нелинейное предыскажение (Warping) представляет собой еще одну форму преобразования сигнального пространства, специально разработанную для борьбы с нелинейными искажениями, которые имеют место во всех типах телефонных каналов; быстрое обучение (Fast Training) характеризует процесс, посредством которого адаптивные устройства удаленного модема приводятся в «боевую готовность» для приема и обработки передаваемых данных при первоначальном установлении соединения. ОСИГ (рис. 278; стр. 162) Сигнальные созвездия состоят из комплексных сигнальных точек, лежащих на двумерном прямоугольном координатном поле. Все сигнальные созвездия, используемые в данной Рекомендации являются подмножествами 1664-точечного суперпространства. Рисунок содержит одну четверть точек суперпространства. Эти точки обозначены десятичными числами от 0 до 415. Точка с наименьшей амплитудой обозначена как 0, точка со следующей по величине амплитудой - 1, и т. д. Если две или более точек имеют равную амплитуду, точка с большей мнимой частью считается первой. Полное суперпространство является объединением четырех «четвертных» пространств, полученным при помощи вращения пространства, изображенного на рисунке, на 0, 90, 180 и 270 градусов. ОСИГ (рис. 279, 280, 281; стр. 163, 164) Относительный кодер: в каждом 4-мерном символьном интервале m = 4i + j, два бита (I2i, j, I3i, j) должны быть преобразованы в целое число: I(m)  =  I2i, j  +  2  ·  I3i, j. Относительный кодер должен генерировать целое число Z(m) как сумму по модулю 4 I(m) и предыдущего сгенерированного целого числа Z(m – 1) как показано на рисунке. Решетчатый кодер состоит из сверточного кодера, который генерирует выходной бит Y0(m) и кодер по модулю, генерирующий выходной бит C0(m). После этого U0(m) определяется как сумма по модулю 2: U0(m)  =  Y0(m)  ?  C0(m)  ?  V0(m), где бит V0(m) представляет инверсии бит для суперкадровой синхронизации. 34?? 3536 37) Характеристики физического и канального уровней ЭМВОС Линии связи принято делить на проводные и линии в атмосфере (радиолинии). Очень важной характеристикой, является зависимость коэффициента затухания от частоты. Воздушные ЛС не имеют изолирующего покрытия между проводниками, роль изолятора играет слой воздуха. Цепи ЛС постоянно находятся под воздействием сторонних электромагнитных полей различного происхождения. Различают две основные группы источников сторонних полей:внутренние и внешние. Внешние источники помех делятся на:естественные - грозовые разряды, солнечная радиация и созданные человеком - высоковольтные линии передачи, радиостанции. Сущность проблемы электромагнитной совместимости состоит в том, что в процессе проектирования, строительства и эксплуатации телекоммуникационных устройств и систем необходимо учитывать два противоречивых требования:1)необходимо обеспечить достаточную для нормальной работы телекоммуникационных систем защиту от воздействия на них сторонних электромагнитных полей;2)необходимо ограничить допустимыми значениями уровни влияния электромагнитных полей проектируемых устройств и систем на другие устройства. Волоконно-оптические линии связи имеют ряд преимуществ: большая пропускная способность, малое затухание, малые масса и габариты, высокая помехозащищенность, надежная техника безопасности, практически отсутствующие взаимные влияния, малая стоимость из-за отсутствия в конструкции цветных металлов. В настоящее время проводные линии связи широко используются при построении локальных сетей. Данные линии связи стандартизированы и называются структурированной кабельной проводкой или кабельной системой. Известны кабельные системы категорий 3, 4, 5 . В радиолиниях связи средой распространения электромагнитных волн в подавляющем большинстве случаев (за исключением случая связи между космическими аппаратами) является атмосфера Земли. Типы радиоволн - Сверхдлинные, Длинные, Средние, Короткие, Ультракороткие Типовая система передачи данных Интерфейс RS-232C/V.24 является наиболее популярным низкоскоростным интерфейсом. Первоначально он был разработан для передачи данных между компьютером и модемом со скоростью не выше 9600 бит/с на расстояние до 15 метров. Интерфейс RS-449/V.10/V.11 поддерживает более высокую скорость обмена. Интерфейс V.35 был разработан для подключения синхронных модемов. Он обеспечивает только синхронный режим обмена. 21 разработан для синхронного обмена данными между DTE и DCE в сетях с коммутацией пакетов Х.25. Это достаточно сложный интерфейс, который поддерживает процедуры установления соединения в сетях с коммутацией пакетов и каналов. Интерфейс был рассчитан на цифровые DCE. Для поддержки синхронных модемов была разработана версия интерфейса Х.21 bis, которая имеет несколько вариантов спецификации электрических сигналов: RS-232C, V.10, V. I 1 и V.35. Интерфейс HSSI (High-Speed Serial Interface) разработан для подключения к устройствам DCE, работающим на высокоскоростные каналы. Интерфейс работает в синхронном режиме и поддерживает передачу данных в диапазоне скоростей от 300 Кбит/с до 52 Мбит/с. В рамках архитектуры открытых систем на канальный уровень возлагаются следующие функции:-инициализация — обмен между взаимодействующими станциями служебными сообщениями, подтверждающими готовность к передаче данных;-идентификация — обмен между взаимодействующими станциями служебной информацией, подтверждающей правильность соединения;-синхронизация — выделение в последовательности передаваемых битов границ знаков;-сегментация — формирование кадров для их передачи по каналу;-обеспечение прозрачности — предоставление расположенному выше уровню возможности передачи произвольной последовательности битов или знаков;-управление потоком — обеспечение согласования скорости передачи со скоростью приема;-управление каналом — обеспечение возможности контроля за функционированием канала, выявление отказов, восстановление и т. п., сбор статистики о работе канала;-завершение работы канала — ликвидация логического соединения, образованного при инициализации канала. Для доступа к услугам канального уровня и сообщений о реализации соответствующих услуг используется набор служебных сообщений (примити-вов), которые в ЭМВОС делится на три группы, соответствующие определенным фазам работы канала (информационного взаимодействия). 1)Фаза организации канала.2) Фаза передачи данных. 3) Фаза завершения работы соединения. Протокол HDLC обеспечивает передачу последовательности пакетов через физический канал, искажения в котором вызывают ошибки в передаваемых данных, потерю, дублирование пакетов и нарушения порядка прибытия пакетов к адресату. 25 базируется на средствах информационного канала, определяемого протоколом HDLC. Последний устанавливает в основном способ исключения искажения пакетов и их последовательностей, передаваемых по физическому каналу, подверженному воздействию помех. 25 также определяет процедуры сетевого уровня управления передачей пакетов, обеспечивающие организацию виртуальных каналов между абонентами и передачу по каналам последовательностей пакетов. Первым стандартом канального уровня, обеспечивающим работу терминалов пользователей (TCP/IP) по линиям связи, реализующих последовательную передачу символов, стал протокол SLIP (Serial Line IP), разработанный в начале 80-х годов. Позднее SLIP-протокол был поддержан в ОС UNIX и реализован в программном обеспечении для персональных ЭВМ. SLIP-протокол характеризуется тем, что он обеспечивает возможность подключаться к сети Internet через стандартный интерфейс RS-232. РРР-протокол был разработан Инженерной группой Internet и пришел на смену устаревшему SLIP-протоколу. В отличие от SLIP-протокола РРР-протокол может работать не только с интерфейсом RS-232, но и с другими интерфейсами RS-422, RS-423 и V.35. РРР-протокол может работать без управляющих сигналов модемов. Единственное жесткое требование, предъявляемое РРР-протоколом к линии связи, — обеспечение дуплексного соединения. 38) Интерфейсы и протоколы сетевого и транспортного уровней, адресация, маршрутизация, управление доступом в ТКС Предназначение IPv4 аналогично протоколу сетевого уровня Х.25. Множество вычислительных машин подключено к некоторой единой глобальной СПД, внутренняя структура которой для пользователей неважна и может включать несколько физических сетей. Все функции протокола IPv4 исполняют IP-узлы. IPv4-протокол:1)не обеспечивает гарантированную доставку информации, так как пакет может быть утерян 2)обеспечивает дейтаграммную доставку (или доставку без установления соединения), так как каждый пакет представляет собой независимо от других обрабатываемый блок данных. 3)обеспечивает высокую вероятность доставки информации, так как потеря пакета происходит лишь в той ситуации, когда протокол не находит никаких физических средств для его доставки. В широком смысле IPv4-протокол базируется на нескольких стандартах RFC и определяет:1)формат пакета IPv4 (логическая характеристика протокола);2)механизмы распространения  пакетов3)способы разрешения конфликтных ситуаций Октеты 0...7 8...15 16...23 24...31 1...4 Версия IP-протокола (4 бита) Длина заголовка пакета в 32-битовых словах (4 бита) Категория обслуживания пакета (приоритет) (8 битов) Длина пакета в октетах вместе с заголовком (16 битов) 5...8 Идентификатор передаваемого исходного “большого” пакета (16 битов) Индикатор “Еще данные” (3 бита) Номер байта, на котором произведена очередная фрагментация исходного “большого” пакета (13 битов) 9...12 Время “жизни” пакета в сети (8 битов) Тип транспортного TCP/UDP-протокола (8 битов) Поле контрольной проверки заголовка пакета (16 битов) 13...16 Адрес отправибита) 17...20 Адрес получабита) 21...24 Поле “Услуги” (переменная длина) Дополнение (нули) поля “Услуги” до 32-битовой границы 25... Данные Формат пакета IPv4-протокола Пакет IPv4-протокола состоит из заголовка и блока данных. IPv4-протокол “работает” только с заголовком. Кодирование полей заголовка:1)4-Битовое поле “Версия IP-протокола” используется для устранения конфликтов, которые могут возникать при изменении версии IP-протокола, когда часть IP-узлов работает по одной, а часть — по другой версии протокола. 2)Поле “Длина заголовка” дает значение длины заголовка пакета, измеренное в 32-битовых словах. 3)Поле “Категория обслуживания пакета” 4)Поле “Время “жизни” пакета в сети” указывает максимальное число ретрансляционных участков, которые может преодолеть пакет до прибытия в IP-узел/получатель. 4)Поле “Тип транспортного протокола TCP/UDP” (8 битов) — указывает протокол вышележащего уровня, которому предназначена информация, содержащаяся в поле данных пакета IP (TCP-протокол — “6”, UDP-протокол — “17”);5)Поле “Контрольной проверки заголовка пакета” (16 битов) — используется для контроля целостности заголовка пакета IP-протокола;6)Поле “Адрес отправителя” (32 бита) — IP-адрес отправителя пакета;7)Поле “Адрес получателя” (32 бита) — IP-адрес получателя пакета;8)Поле “Услуги” (изменяемая длина) — применяется для указания необязательных параметров IP-протокола, связанных, например, с режимами безопасности или маршрутизации;9)Поле “Дополнение (нули) поля “Услуги” до 32-битовой границы” (изменяемая длина) — дополняет заголовок пакета таким образом, чтобы он составлял целое число 32-битовых слов. Физические объекты (IP-узлы, маршрутизаторы, серверы, подсети) в IP-сети идентифицируются при помощи имен, называемых IP-адресами. Все IP-адреса разделены на пять классов, но практическое применение находят в основном первых три. Класс А определен для сетей с огромным числом IP-узлов. В адресе этого класса 7 битов отведены под номер сети, а 24 бита - под номер IP-узла. Адреса класса В используются для среднемасштабных сетей, в которых содержится от 256 до 65 536 IP-узлов;.Адреса класса С предназначены для сетей с числом IP-узлов менее 256, под номер IP-узла отведено 8 бит и под номер сети — 21 бит. Уже сравнительно давно наблюдается дефицит IP-адресов. Очень трудно получить адрес класса В и практически невозможно стать обладателем адреса класса А. При этом надо отметить, что дефицит обусловлен не только ростом сетей, но и тем, что имеющееся множество IP-адресов используется нерационально. Для смягчения проблемы дефицита адресов разработчики стека TCP/IP предлагают разные подходы. Принципиальным решением является переход на новую версию IPv6, в которой резко расширяется адресное пространство за счет использования 16-байтных адресов. Однако и текущая версия IPv4 поддерживает некоторые технологии, направленные на более экономное расходование IP-адресов. Одной из таких технологий является технология масок и ее развитие - технология бесклассовой междоменной маршрутизации. Другая технология, которая может быть использована для снятия дефицита адресов, это трансляция адресов. ). Узлам внутренней сети адреса назначаются произвольно (естественно, в соответствии с общими правилами, определенными в стандарте), так, как будто эта сеть работает автономно. Для определения локального адреса по IP-адресу используется протокол разрешения адреса (ARP). Протокол ARP работает различным образом в зависимости от того, какой протокол канального уровня работает в данной сети - протокол локальной с возможностью широковещательного доступа одновременно ко всем узлам сети или же протокол глобальной сети. Существует также протокол, решающий обратную задачу - нахождение IP-адреса по известному локальному адресу. DNS - это распределенная база данных, поддерживающая иерархическую систему имен для идентификации узлов в сети Internet. Служба DNS предназначена для автоматического поиска IP-адреса по известному символьному имени узла. DNS требует статической конфигурации своих таблиц, отображающих имена компьютеров в IP-адрес. Протокол DNS является служебным протоколом прикладного уровня. Принципы маршрутизации. Важнейшей задачей сетевого уровня является маршрутизация - передача пакетов между двумя конечными узлами в составной сети. Задачу выбора маршрута из нескольких возможных решают маршрутизаторы, а также конечные узлы. Маршрут выбирается на основании имеющейся у этих устройств информации о текущей конфигурации сети, а также на основании указанного критерия выбора маршрута. В Internet, составление и модификация, таблиц маршрутизации (этот процесс тоже является частью маршрутизации) определяются соответствующими правилами – внутренними протоколами IGP (Interior Gateway Protocol), которые используются для обмена информацией о маршрутизации между совместно работающими маршрутизаторами в сети Internet. Примерами IGP являются протоколы RIP и OSPF. RIP(Routing Information Protocol). В сетях IP, протокол RIP является внутренним протоколом маршрутизации, используемом для обмена информацией между сетями. RIP является динамическим протоколом, используемым для сбора информации о сети и управления ею. OSPF (Open Shortest Path First). Иерархический алгоритм маршрутизации, при котором путь выбирается на основании информации о состоянии канала (Link state), Разработан на основе протокола RIP. 39) Управление доступом в ТКС: механизмы доставки и защиты от перегрузок. UDP-протокол (RFC-768) является дейтаграммным протоколом (без установления соединения), не гарантирующим доставку и не сохраняющим порядок поступления дейтаграмм. 0  15 16  31 Адрес (номер) порта процесса-отправителя Адрес (номер) порта процесса-получателя Полная длина (в октетах) дейтаграммы (заголовка и блока данных пользователя) Контрольная сумма Формат заголовка дейтаграммы UDP-протокола Таким образом, функция UDP-протокола сводится к распределению дей­таграмм между процессами через соответствующие порты и не обязательному контролю целостности данных. В отличие от UDP протокол ТСР (Transmission Control Protocol) (RFC 793 и RFC 761) обеспечивает полноценную транспортную службу. Транспортная служба ТСР:1)обеспечивает доставку данных (при этом процесс передает протоколу данные в виде целостного файла);2)обрабатывает данные (не накладывает никаких ограничений на структуру данных);3)обеспечивает буферизацию данных, которая позволяет стабилизировать входной трафик, создаваемый различными процессами, путем выбора оптимального размера сообщения;4)обеспечивает срочную передачу данных (пусть даже одного байта);5)организует дуплексные виртуальные соединения посредством предварительной операции установления соединения;6)обеспечивает возможность передачи управляющей информации одновременно с потоком данных (piggybacking). Блок ТСР состоит из заголовка и поля данных. Заголовок блока ТСР показан на рис 0  7   8  15   16  23   24  31 Адрес порта процесса-отправителя Адрес порта процесса-получателя Номер последнего передаваемого байта в данном блоке сообщения ТСР [N(S)] Номер ожидаемого байта в блоке ТСР, следующего за последним правильно принятым [N(R)+1] Длина заголовка блока (32-битовые слова) Зарезер-вировано (4 бита) Тип сообщения (служебные 6 битов) Размер длины (в октетах) “скользящего окна” Контрольная сумма Указатель окончания передачи срочных данных Услуги Дополнение нулями до целого числа 32-битовых слов Процедурная характе­ристика ТСР-протокола включает три фазы информационного об­мена: установление соединения, передача данных и разъединение. Важной осо­бенностью процедурной характеристики ТСР-протокола является то, что на всех этапах обмена сообщениями используется только один формат блока, рассмот­ренный выше. Различие этапов определяется с помощью кодирования поля “Тип сообщения”. Фаза установления соединения ТСР-протокола. Изначально программный модуль, реализующей ТСР-протокол, загружен и находится в состоянии пассивного ожидания (компьютер включён, но информация не принимается и не передается). Процесс — инициатор соеди­нения — обращается к своей ОС с запросом на установление соединения: на приём (passive open) или на передачу (active open). Запрос на приём переводит протокол в состояние ожидания приёма, в котором ТСР-протокол ожидает уста­новления соединения, а запрос на передачу — в состояние передачи сообщения инициализирующего соединения. ОС выделяет процессу-инициатору адрес (но­мер) порта. Фаза передачи данных. Протокол ТСР обеспечивает надежную доставку информации в том смысле, что он организует прямое подтверждение (квитиро­вание) корректного приема информации получателем. Механизм простого квитирования. Использование тайм-аута. В про­цессе доставки данные могут быть утеряны или искажены, поэтому получатель, если он принял блок, проверяет его корректность путем расчета контрольной суммы. Если последняя правильна (данные получены без искажений), то адре­сат отправляет квитанцию-подтверждение приема (рис. 5); если контрольная сумма не сходится, то квитанция не высылается. Защита от перегрузок. Управление квитированием методом “скользя­щего окна” предоставляет возможность управления потоком в целях предот­вращения перегрузок в сети. Размер окна (поле “Размер длины “скользящего окна” в формате ТСР-блока) есть не что иное, как число байтов, направленных в сеть конкретным источником. Изменяя размер окна для множества источников информации, можно эффективно управлять числом блоков, существующих в сети, и посредством этого снимать перегрузки на отдельных ее участках. Этот механизм используется ТСР-протоколом для решения двух совер­шенно разнородных задач защиты сети от перегрузок. Первая задача — ликвидация перегрузки на промежуточных узлах сети. Ее решают маршрутизаторы, “испытывающие” перегрузку, направляя протоко­лам конечных станций требования на уменьшение размеров окон. Вторая задача — защита от перегрузки буфера самого программного ТСР-модуля, принимающего данные. Получатель, квитируя некоторую последовательность блоков, сообщает отправителю, какое количество байтов информации он готов бесконфликтно принять. Тем самым обеспечивается защита приемного устрой­ства от перегрузки (особенно это важно в случаях, когда производительность источника и приемника информации существенно различаются). Этот метод на­зывается декларацией приемного окна (window advertisement). Если отправитель “не справляется” с входящим потоком, то он может декларировать окно нуле­вого размера, отказываясь тем самым от приема информации. Использование схемы простого квитиро­вания,( когда сообщение передаётся по одному байту) каждого приводит к тому, что пропускная способ­ность канала связи используется чрезвычайно неэффективно: время передачи одного блока может быть во много раз меньше времени, в течение которого транспортный протокол ожидает квитанцию. Чтобы избежать этого, используется следующий прием: отправителю раз­решается послать некоторое количество, например N, единиц информации (блоков) до получения квитанции на первый блок. После получения квитанции на первый блок разрешается отправить блок N+1 и т. д. Такая схема передачи данных называется методом скользящего окна, а число блоков N, передаваемых в сеть до получения квитанции на первый блок, — размером окна, или просто окном. Протокол ТСР реализует оконное управление квитированием на уровне байтов. 40. Методы реализации безопасности VPN При создании защищенной виртуальной сети VPN подразумевают, что передаваемая информация будет иметь критерии защищаемой информации, а именно: конфиденциальность, целостность, доступность. Конфиденциальность достигается с помощью методов асимметричного и симметричного шифрования. Целостность транспортируемых данных достигается с помощью электронно-цифровой подписи. Аутентификация достигается с помощью одноразовых/многоразовых паролей, сертификатов, смарт-карт, протоколов строгой аутентификации. Для реализации безопасности транспортируемой информации в виртуальных защищенных сетях, нужно решить следующие задачи сетевой безопасности: взаимная аутентификация пользователей при соединении реализация конфиденциальности, аутентичности и целостности транспортируемых данных управление доступом безопасность периметра сети и обнаружение вторжений управление безопасностью сети К протоколам канального уровня VPN относятся протоколы, полностью прозрачные для приложений и сетевых служб, а именно: - протокол точечного соединения, использующий туннелирование (другими словами – инкапсуляцию), допускающий применение различных методов шифрования, разработанный компанией Microsoft - PPTP (Point to Point Tunneling Protocol); -  протокол шифрования точечного соединения компании Microsoft - MPPE (Microsoft Point to Point Encryption), вариант PPTP; - протокол пересылки на канальном уровне МВОС компании Cisco Systems – L2F (Layer Two Tunneling Protocol) ; - протокол туннелирования на канальном уровне, созданный на основе PPTP и  L2F совместно компаниями Cisco и Microsoft и имеющий все шансы быть доминирующим протоколом для удаленного доступа по VPN, – это протокол L2TP; - протокол туннелирования сетевого уровня, сочетающий в себе работу нескольких протоколов, - IPSec. К протоколам сетевого уровня VPN относятся протоколы : В состав инфраструктуры IPsec  входят протоколы аутентификации и защиты данных (AH - Authentication Header, ESP - Encapsulated Security Payload), система установления и согласования параметров соединений (IKE, Internet Key Exchange) со входящими в ее состав протоколами управления ключами (ISAKMP - Internet Security Association and Key Management Protocol, Oakley), база предопределенных стандартных констант (DOI, Domain of Interpretation), база контекстов защиты (SAD, Security Association Database), согласованных на этапе установления соединения и определяющих режимы применения протоколов AH и ESP для защиты передаваемых по нему данных, и база политик безопасности (SPD, Security Policy Database), управляющая IPsec-системой в целом. Кроме того, для аутентификации участников информационного обмена используется внешняя система цифровых сертификатов (X.509 Certificate Authority, CA). 42. Служба электронной почты. Доставка почтовых сообщений Основополагающими документами службы ЭП в Internet являются стандарт RFC-821, определяющий протокол Simple Mail Transfer Protocol (SMTP, простой протокол доставки электронной почты), и RFC-822, определяющий формат почтового сообщения. ЭП во многом похожа на обычную почтовую службу. Корреспонденция готовится самим пользователем на своем рабочем месте программой подготовки почты. Затем пользователь вызывает программу отправки почтовых сообщений (собственно говоря, последняя вызывается автоматически программой подготовки почты), которая работает как почтовый курьер, доставляющий обычную почту в отделение связи (в Internet — это почтовый сервер — mail relay) для дальнейшей рассылки. Для работы ЭП в Internet разработан протокол SMTP, который является протоколом прикладного уровня и работает совместно с ТСР-протоколом транспортного уровня. Помимо указанного протокола (совместно с ним) используется протокол Unix-Unix-CoPy (UUCP). Различие данных протоколов заключается в их предназначении с точки зрения применяемых линий связи. При использовании SMTP-протокола программа отправки почтовых сообщений “пытается” установить оперативный доступ (режим “on-line”) к “почтовому ящику” абонента и сразу “опустить” письмо в этот “ящик”. Другими словами, если сеть передачи данных способна обеспечить режим “on-line”, тогда применяется SMTP-протокол. При отсутствии такой возможности используется UUCP-протокол. Последний реализует способ коммутации сообщений (принцип “stop-go”), при котором “письмо” передается по цепочке через несколько почтовых серверов, пока не достигнет “ящика” получателя. Формат почтового сообщения (логическая характеристика протокола ЭП) Структура (формат) “письма” в ЭП очень похожа на обычное письмо. Сообщение ЭП (message) состоит из трех частей: конверт (envelope; используется только программами отправки почтовых сообщений); заголовок; собственно письмо или тело (body) сообщения. Адресация и маршрутизация в почтовой службе Internet В ЭП Internet принята адресация, которая базируется на системе DNS (Domain Name System, система именования сегментов/областей). Под сегментом будем понимать совокупность адресов, сформированных по организационному признаку (принадлежность к одной организации), а под областью — совокупность адресов, сформированных по географическому признаку (принадлежность к одной географической территории, как правило, территория одного государства). DNS-система ориентирована на пользователя как система присвоения имен, которая может применяться в ряде прикладных систем наряду с системой IP-адресации. В рамках этой системы каждой ГВМ (IP-узлу) может быть присвоено иерархическое (читаемое справа налево) имя (адрес), легко понимаемое и запоминаемое пользователем. Программы подготовки и рассылки почтовых сообщений В соответствии с организацией ЭП в INTERNET процедура информационного обмена делится на два этапа: подготовка сообщения для отправки и непосредственно его передача. Программы подготовки почтовых сообщений (user agent, UA). Наиболее простой (самой “старой”) программой подготовки сообщений ЭП является программа (интерфейс) mail (или ее аналог mailx). Для пользователей MS-DOS подобным интерфейсом является программа bml, для пользователей UNIX — elm, а для MS-Windows — Eudora. Они определяют набор команд для формирования почтового сообщения (в соответствии с форматом; см. рис.15.2) и вызова программы отправки последнего, а также для просмотра “почтового ящика”. Процедурная характеристика SMTP-протокола Взаимодействие пользователей в рамках SMTP-протокола (рис.15.7) строится по принципу дуплексной связи, которая устанавливается между отправителем и получателем почтового сообщения. При этом отправитель инициирует соединение и посылает запросы на обслуживание, а получатель отвечает на эти вопросы.  POP (Post Office Protocol) — это протокол клиент-серверной электронной почты/text/category/avtorizatciya/" rel="bookmark">авторизация (authorization), работа (transaction) и обновление (update). Когда клиент устанавливает связь с сервером электронной почты, последний находится в состоянии авторизации. Когда клиент успешно подтвердит свою личность, сервер переходит в рабочее состояние. Если клиент пошлет команду QUIT, то сервер перейдет в состояние обновления. По завершении обработки в состоянии обновления автомат возвращается в состояние авторизации, В каждом состоянии доступны только определенные команды Протокол IMAP (Internet Message Access Protocol) описан в виде состояний, в которых может находиться IMAP-сервер. Для каждого состояния существует ограниченное число команд, которые клиенту разрешено направлять почтовому серверу. Некоторые команды вызывают переход в иное состояние, для которого применяется другой набор команд. 43.Информационная сеть WORLD WIDE WEB. Всемирная паутина (WWW, World Wide Web) — это архитектура, являющаясяосновой для доступа к связанным между собой документам, находящимся на миллионах машин по всему Интернету. С точки зрения пользователя Всемирная паутина состоит из огромного собрания документов, расположенных по всему миру. Документы обычно называют для краткости просто страницами. Каждая страница может содержать ссылки (указатели) на другие связанные с ней страницы в любой точке мира. Пользователи могут следовать по ссылке (например, просто щелкнув на ней мышью), при этом страница, на которую указывает ссылка, загружается и появляется в окне браузера. Браузер — это программа, которая может отображать вебстраницы. При выборе элемента браузер следует по гиперссылке и получает с сервера запрашиваемую страницу. Страницы именуются с помощью URL (Uniform Resource Locator — унифицированный указатель информационного ресурса). Типичный указатель : http://www. /products. html. URL состоит из трех частей: имени протокола (http), DNS-имени машины, на которой расположена страница  (www. ), и (обычно) имени файла, содержащего эту страницу (products..html). Языки разметки содержат подробные команды форматирования. Например, в языке HTML, команда <b> означает начало участка текста, печатаемого полужирным шрифтом, а </b> означает конец такого участка. Веб-страница состоит из заголовка и тела. Вся страница размещается между командами форматирования, называемыми в языке HTML тегами, <html> и </html>. Впрочем, большинство браузеров правильно отобразят страницу и в отсутствие этих тегов. Заголовок веб-страницы заключен в скобки тегов <head> и </head>, а тело располагается между тегами <body> и </body>. Команды внутри тегов называют директивами. Большинство HTML-тегов имеют такой формат, то есть <something> помечает начало чего-либо, а </something> — его конец. Большинство браузеров предоставляют возможность просмотра исходного HTML-кода веб-страниц. При работе в Internet для обслуживания HTTP-запросов используется 80 ТСР-порт. В соответствии с алгоритмом функционирования протокола пользователь (процесс) устанавливает соединение и ждёт ответа от сервера (процесс, порожденный уполномоченной программой). После отправки ответа сервер инициирует разъединение. Следовательно, при передаче сложных гипертекстовых страниц соединение может устанавливаться несколько раз. 44.Архитектура и  пользовательские интерфейсы ЦСИС. Стек протоколов ЦСИС.(184-188) ISDN расшифровывается как цифровая сеть с интеграцией услуг (Integrated Services Digital Network). Одним из базовых принципов ISDN является предоставление пользователю стандартного интерфейса, с помощью которого пользователь может запрашивать у сети разнообразные услуги. Этот интерфейс образуется между двумя типами оборудования, устанавливаемого в помещении пользователя терминальным оборудованием пользователя ТЕ и сетевым окончанием NT, которое представляет собой устройство, завершающее канал связи с ближайшим коммутатором ISDN. Канал "B" (Bearer - подача) – основной (базовый) канал, известный как В-канал. Данный канал предназначен  для передачи информационной нагрузки со скоростью 64 кбит/с. Через В-канал могут передаются следующие виды информации:Кроме того, В-канал может разбиваться на несколько подканалов со скоростями 8,  16 и 32 кбит/с, каждый из которых может использоваться отдельным абонентом. - D-канал, который обеспечивает передачу сигналов взаимодействия и управления (СВУ) между абонентской установкой и системой коммутации; В ISDN определено два типа каналов, исходя из характера передаваемых по ним сигналов:информационные каналы (основные каналы), по которым передается только полезная информационная нагрузка (каналы типа A, B, H); каналы сигнализации  45.25. Коммутация пакетов с использованием метода виртуального канала.(с.189-190) 25 определяет процедуры обмена на сетевом уровне и одновременно содержит указания об использовании других стандартов. Механизм виртуальных соединений:Логические каналы внутри автоматизированных коммутационных центров (АКЦ) коммутируются с помощью специальных таблиц, устанавливающих на время сеанса связь между физическими и логическими каналами. Пакеты одного и того же виртуального соединения передаются по одной и той же последовательности физических каналов, определенной в момент установления соединения при прохождении пакета "ЗАПРОС СОЕДИНЕНИЯ" и зафиксированной в таблицах АКЦ на все время сеанса. Физический канал доступен и может быть использован для нескольких виртуальных соединений. Технология сетей Х.25 имеет несколько существенных признаков, отличающих ее от других технологий. Наличие в структуре сети специального устройства - PAD (Packet Assembler Disassembler «Сборщик-разборщик пакетов», СРП), предназначенного для выполнения операции сборки нескольких низкоскоростных потоков байт от алфавитно-цифровых терминалов в пакеты, передаваемые по сети и направляемые компьютерам для обработки. Наличие трехуровневого стека протоколов с использованием на канальном и сетевом уровнях протоколов с установлением соединения, управляющих потоками данных и исправляющих ошибки. Ориентация на однородные стеки транспортных протоколов во всех узлах сети - сетевой уровень рассчитан на работу только с одним протоколом канального уровня и не может подобно протоколу IP объединять разнородные сети. 25 состоит из коммутаторов (Switches, S), называемых также центрами коммутации пакетов (ЦКП), расположенных в различных географических точках и соединенных высокоскоростными выделенными каналами. Выделенные каналы могут быть как цифровыми, так и аналоговыми На канальном уровне используется подмножество протокола HDLC, обеспечивающее возможность автоматической передачи в случае возникновения ошибок в линии. Предусмотрен выбор из двух процедур доступа к каналу: LAP или LAP-B. Протокол LAP-B обеспечивает сбалансированный режим работы, то есть оба узла, участвующих в соединении, равноправны. По протоколу LAP-B устанавливается соединение между пользовательским оборудованием DTE и коммутатором сети. Хотя стандарт это и не оговаривает, но по протоколу LAP-B возможно также установление соединения на канальном уровне внутри сети между непосредственно связанными коммутаторами. На сетевом уровне определен протокол Х.25/3 обмена пакетами между оконечным оборудованием и сетью передачи данных. Так как надежную передачу данных обеспечивает протокол LAP-B, протокол Х.25/3 выполняет функции маршрутизации пакетов, установления и разрыва виртуального канала между конечными абонентами сети и управления потоком пакетов. 46. Сети Frame Relay. Поддержка качества обслуживания в сетях Frame Relay. Ретрансляция кадров (FR) — метод синхронной доставки сообщений в сетях передачи данных с коммутацией пакетов. Достоинства: малое время задержки, простой формат кадров, независимость от протоколов верхних уровней ЭМВОС. FR является бит-ориентированным синхронным протоколом, использующим «кадр» в качестве основного информационного элемента, и в этом смысле очень похож на протокол HDLC. Стек протоколов сети Frame Relay=LAP-F(ОССИГ рис.339): Флаг. Все кадры начинаются и заканчиваются комбинацией флаг — «01111110». ЗАГОЛОВОК может содержать от 2 до 4 байт и включает: Адрес в кадре FR, формируется из шести бит первого октета и четырех бит второго октета заголовка кадра. Эти 10 бит представляют собой идентификатор канала передачи данных - DLCI (Data Link Connection Identifier), и определяют адрес абонента в сети FR. Бит "опрос/финал" (CR) - зарезервирован для возможного применения в протоколах более высоких уровней ЭМВОС. Бит расширения адреса (EA) используется для расширения заголовка на целое число дополнительных октетов с целью указания адреса, состоящего более чем из 10 бит. Информационное поле. содержит данные пользователя и состоит из целого числа октетов. Максимальный размер для этого поля составляет 1600 октетов. Проверочная последовательность кадра (FCS). используется для обнаружения возможных ошибок при его передаче и состоит из двух октетов. Для передачи служебной информации используется специально выделенный канал сигнализации (ОКС), внутри которого передаются супервизорные кадры. Другое важное различие между FR и HDLC — отсутствие любой нумерации последовательности передаваемых кадров. Виртуальное соединение — постоянное или коммутируемое (PVC или SVC) — необходимо установить прежде, чем два узла начнут обмениваться информацией. PVC (permanent virtual circuits) — это постоянное соединение между двумя узлами, которое устанавливается вручную в процессе конфигурирования сети. SVC (switched virtual circuits) устанавливается по мере необходимости — всякий раз, когда один узел пытается передать данные другому узлу. SVC устанавливается динамически, а не вручную. 47. Технология АТМ. Принципы информационного обмена и синхронизации в сетях АТМ. Асинхронный режим доставки (АРД), определяется как "обеспечивающий большой диапазон скоростей и малую задержку метод уплотнения и коммутации сообщений, представленных в пакетизированной форме, поддерживающей любую службу, независимо от того, ориентирована она на режим без установления соединения или с установлением соединения".Термин "асинхронный" означает, что ячейки, принадлежащие одному соединению, поступают в канал связи (КС) нерегулярно, поскольку временные интервалы предоставляются источнику сообщений в соответствии с его реальными потребностями. АТМ (Asynchronous Transfer Mode) В рамках данной технологии в полной мере реализованы возможности максимально эффективного использования полосы пропускания каналов связи при передаче информации различного типа. Это делает АТМ особенно привлекательной для тех сетей связи, которые изначально ориентированы на эффективную передачу видеоинформации, голоса, а также данных от различных типов устройств – асинхронных терминалов, узлов сетей передачи данных, локальных сетей и т. д. К таким сетям относятся практически все ведомственные и глобальные сети. Поскольку технология АТМ ориентирована на предварительное установление соединения, то соединение между двумя оконечными пунктами возникает с того момента, когда один из них передает через UNI запрос в сеть. Устройство, отвечающее за передачу сигнала, передает этот сигнал по сети в пункт назначения. Если система-адресат показывает, что согласна на соединение, то в АТМ-сети между двумя системами организуется виртуальный канал. Оба UNI-устройства обеспечивают правильную маршрутизацию ячеек за счет того, что каждая АТМ-ячейка содержит два поля – идентификатор виртуального пути (VPI – Virtual Path Identifier) и идентификатор виртуального канала (VCI - Virtual Circuit Identifier). Поскольку каждая АТМ-ячейка содержит значение VPI/VCI, то, даже если у конечной системы организовано еще хотя бы две виртуальные связи через UNI, АТМ-ячейки можно однозначно распределять между двумя этими каналами, при этом обеспечивая правильную маршрутизацию данных в соответствующую систему. На рис. показано как протекает данный процесс. Оконечная точка А запрашивает соединение с точкой В. АТМ-сеть присваивает VCI А значение D, а узлу В – значение Р. Узел А будет использовать D в исходящей информации, а узел В будет использовать Р во входящей информации. В сети организуются таблицы поиска. Первый коммутационный узел, который получает ячейку с узла А, проверяет свою таблицу поиска и определяет, куда следует коммутировать эту ячейку и какое значение необходимо присвоить исходящему VCI. Процесс повторяется до тех пор, пока ячейка не попадет на узел В. . Структура стека протоколов АТМ Модель протоколов АТМ описывает взаимодействие двух компьютеров в сети, процедуры связи двух оконечных систем посредством двух АТМ коммутаторов. Ключевыми уровнями являются физический уровень, уровень АТМ и уровень адаптации АТМ 1.        Плоскость пользователя (U-plane) обеспечивает транспортировку всех видов информации в совокупности с существующими механизмами защиты от ошибок, контроля и управления потоком, ограничения нагрузки и т. п. 2.        Плоскость управления (C-plane) определяет протоколы установления, контроля и разъединения соединений. 3.        Плоскость менеджмента (M-plane) обеспечивает выполнение функций двух типов: менеджмент плоскостями и менеджмент уровнями. Функции управления плоскостями обеспечивают координацию между всеми “гранями” модели протоколов и относятся ко всей сети, связывая её в единое целое. Функции физического уровня: определяет скорость передачи битового потока через данную физическую среду, обеспечивает синхронизацию между передачей и приёмом, генерацию кадра системы передачи и его восстановление на приёме; адаптацию потока ячеек к кадру передачи на передающей стороне и выделение ячеек из кадра на приёмной стороне; формирование поля контроля ошибок в заголовке на передающей стороне и обнаружение и исправление одиночных ошибок, если это возможно, на приёмной стороне; согласование скорости ячеек. Функции уровня АТМ На уровне АТМ выполняются четыре основные функции: мультиплексирование и демультиплексирование ячеек разных соединений. Эти соединения определяются идентификатором виртуального канала (VCI) и идентификатором виртуального пути (VPI); осуществляется преобразование значений VCI и (или) VPI на коммутаторах, если это необходимо; извлечение (вставка) заголовка перед доставкой (после доставки) ячейки на уровень адаптации (с уровня адаптации); реализация механизма управления потоком данных в интерфейсе UNI, пользуясь битами общего управления потоком (GFC – General Flow Control) заголовка. Функции протоколов уровня адаптации ATM преобразования информационных потоков пользователя в протокольные блоки данных для их размещения в поле полезной нагрузки одной или нескольких смежных ячеек ATM и наоборот, на передающей стороне – сегментация протокольных блоков данных вышележащего уровня в 48 октетов информационного поля ячейки ATM; на приёмной стороне – сборка информационных полей ячеек в протокольный блок данных более высокого уровня. 50. Спутниковые сети связи стандарта DVB. DVB – европейский стандарт (англ. Digital Video Broadcasting — цифровое видео вещание). Стандарты DVB охватывают все уровни модели взаимодействия открытых систем OSI с разной степенью детализации для различных способов передачи цифрового сигнала: наземного (эфирного и мобильного), спутникового, кабельного телевидения (как классического, так и IPTV). На более высоких уровнях OSI стандартизируются системы условного доступа, способы организации информации для передачи в среде IP, различные метаданные и др. Стандартная интерактивная модель сети на основе платформы DVB содержит две основных части: канал вещания и интерактивный канал. Стандарт DVB-S, работает в полосе частот 11/12 ГГц. DVB-S - Передача компрессированного видео и аудио, а также дополнительной информации через спутник. На передающей стороне выполняются следующие преобразования потока данных для его адаптации к каналу: -транспортное мультиплексирование и рандомизация для дисперсии энергии; внешнее кодирование с помощью кода Рида-Соломона ( RS); сверточное перемежение и внутреннее кодирование с использованием выколотого сверточного кода; формирование сигнала в основной полосе частот и его модуляция. Основным видом модуляции в стандарте DVB-S принята QPSK, хотя в отдельных случаях могут использоваться 8 PSK (ФМ-8) и даже 16 QAM (КАМ-16). Применение помехоустойчивого кодирования позволяет значительно снизить требуемое для работы демодулятора с QPSK отношение Еб/N0 (отношение энергии в одном байте информации к мощности шума), а для модуляции большей кратности пороговое значение Еб/N0 оказывается несколько выше. Стандарт DVB-S начинает стареть в связи появления нового стандарта DVB-S2. DVB-S2 предназначен для вещания, включая стандартное и HD разрешение. Внедрены интерактивные сервисы, такие как Internet access и (профессиональная) передача контента. Ещё одним отличием является улучшенная модуляция 32APSK (амплитудная и фазовая манипуляция), увеличенные скорости трафика и специальный транспортный механизм для передачи IP-пакетов данных, включая потоки видео и аудио MPEG-4, при этом сохраняется обратная совместимость с базовым MPEG-2 TS. DVB-S2 достигает гораздо лучшего использования полосы частот, нежели предшественники. Повышается максимальный битрейт на той же полосе частот спутника. Отдельные несущие могут использовать квадратурную фазовую манипуляцию (QPSK - Quadrature Phase Shift Keying) или квадратурную амплитудную модуляцию (QAM - Quadrature Amplitude Modulation). Для формирования символов QPSK входной последовательный поток битов разделяется на два подпотока, в каждом из которых тактовая частота будет в два раза меньше, чем на входе. Для КАМ-16 входной поток разделяется соответственно на четыре подпо-тока. А для модуляции КАМ-64 –на шесть подпотоков. 48 Характеристика и классификация сетей VSAT. Сети VSAT с топологией "звезда". (ОССИГ рис 137-139) Типовая сеть VSAT включает:центральную земную станцию – HUB;периферийные терминалы VSAT, взаимодействующие непосредственно с оконечным абонентским оборудованием;геостационарный спутник-ретранслятор, передающий сигналы между HUB и терминалом VSAT или между этими терминалами. Станции VSAT обычно применяются для создания специализированных замкнутых сетей, для широковещательной передачи информации либо для интерактивного обме­на данными внутри корпорации. Сети связи на базе малогабаритных земных станций VSAT (VSAT ?very small aperture terminal) получили широкое развитие. Это малогабаритные земные станции (ЗС), оснащенные небольшими антеннами (обычно диаметром 0,6–2,8 м), передающими усилителями малой мощности (5?20 Вт), компактными модемами и устройствами для обработки сигналов. Среди основных особенностей сетей VSAT можно отметить следующие:низкую себестоимость;быстрое развертывание;превосходное качество связи;широкий спектр предоставляемых услуг (данные, голос, видео);высокую надежность;большую степень независимости от операторов наземных сетей;упрощенную процедуру регистрации. Скорость приема/передачи информации  для одной ЗС составляет от 128 Кбит/с до 2...3 Мбит/с. Используются  диапазоны частот 4/6, 11/14 и 20/30 ГГц. Перспективными  считаются  диапазоны 20/30 и 40/50 ГГц,  позволяющие создавать малогабаритные антенны с большими  коэффициентами усиления. Варианты организации звездообразных сетей VSAT:Звездообразные сети VSAT, совместно использующие центральную станцию, Звездообразные сети VSAT с распределенными центральными станциями, Сети звездообразной архитектуры могут использоваться для организации линий односторонней или двусторонней связи между центральной станцией и удаленными земными станциями. Существенные характеристики звездообразных сетей VSAT:1. Возможность одновременного установления линий связи между центральной станцией и множеством как односторонних, так и двусторонних станций VSAT.2. В двусторонних сетях общий трафик от центральной станции к станциям VSAT (исходящий канал), как правило, значительно больше, чем трафик каждой станции VSAT в направлении центральной станции (входящий канал), который обычно состоит из блоков данных, сгруппированных в пакеты.3 Исходящие каналы от центральной станции к станциям VSAT требуют относительно высокой мощности от спутникового ретранслятора, в то время, как входящие каналы от каждой станции VSAT к центральной станции требуют лишь небольшую э. и.и. м.  Спутниковый ретранслятор используется в режиме ограничения мощности, причем общая мощность регулируется согласно требованиям исходящего канала.4. Оптимальная конструкция каждой земной станции (центральной станции и VSAT) должна быть такой, чтобы стоимость станции (оборудование + космический сегмент) была приблизительно пропорциональна ее связному трафику. Виды доступа в сетях VSAT: -МДЧР (многостанционный доступ с частотным разделением каналов); Может применяться в сочетании с МДВР, ОКН, МДПКТ МДВР (многостанционный доступ с временным разделением каналов); Может применяться как ВРК/МДВР, ППК(произвольное предоставление каналов - ALOHA)/МДВР, ПКТ/МДВР МДКР (многостанционный доступ с кодовым разделением каналов); Существуют следующие три метода предоставления каналов связи:-многостанционный доступ с фиксированным закреплением каналов;- произвольный доступ;- многостанционный доступ с предоставлением каналов по требованию (МДПКТ). ВРК/МДВР (ОССИГ рис 142)(TDM/TDMA - Time Division Multiplexing/Time Division Multiple Access). Мультиплексирование с разделением времени / многостанционный доступ (МСД) с разделением времени - используется в сетях с топологией «звезда». МДЧР/ОКН (FDMA/SCPC). Метод «один канал на несущую» (SCPC - Single Channel Per Carrier), как правило используется для двухточечной схемы, но также при помощи данного метода возможно организовать топологию любой сложности. PAMA (Permanently Assignment Multiple Access) МСД с постоянным предоставлением канала. ПКТ (DAMA - Demand Assigned Multiple Access) МСД с предоставлением канала по требованию - используется для схемы «каждый-с-каждым», в которой необходимо обеспечить связь за один скачок. 49.Характеристика и классификация сетей VSAT. Сети VSAT с топологией " каждый с каждым ". (в 48  основная часть такая же) VSAT (Very Small Aperture Terminal) — малая спутниковая земная станция, то есть терминал с маленькой антенной. Используется в спутниковой связи с начала 90-х годов. По международной классификации к VSAT относятся спутниковые станции с антеннами менее 2,5 метров. Для VSAT используются диапазоны частот 4/6, 11/14, 20/30 и 40/50 ГГц, причем наиболее часто ? диапазон  11/14 ГГц. Спутник-ретранслятор размещается на геостационарной орбите на высоте 35 800 км и имеет период обращения вокруг Земли 24 часа. Земные станции VSAT обычно используют цифровую передачу данных со скоростью до 2 Мбит/с. Во VSAT-системах все больше используется DVB RCS — технология широковещательного распространения прямого сигнала, подразумевающая использование обратного спутникового канала на базе транспортного протокола IP. В более совершенных, полнофункциональных системах VSAT используются протоколы сигнализации TDM/TDMA. Основное преимущество этих систем заключается в том, что в них каждая абонентская станция излучает на выделенной частоте собственный цифровой поток, доступный для приема всем остальным терминалам сети. VSAT состоит из двух основных частей, ODU (OutDoorUnit) — внешний блок, то есть антенна и приёмопередатчик, обычно 1-2 Вт и IDU (InDoorUnit) — внутренний блок или спутниковый модем. Типовая сеть VSAT включает: центральную земную станцию – HUB; периферийные терминалы VSAT, взаимодействующие непосредственно с оконечным абонентским оборудованием;        геостационарный спутник-ретранслятор, передающий сигналы между HUB и термина-лом VSAT или между этими терминалами. Современный VSAT обеспечивает получение информации владельцем VSAT со скоростью до 4 Мбит/c (в режиме мультикаст до 30 Мбит/c) и передачу информации до 1..2 Мбит/с. VSAT-терминалы способны предоставить широкий спектр услуг, включая высококачественную телефонную и факсимильную связь, передачу данных с различной скоростью, организацию видеоконференций и распределение телепрограмм. Сети VSAT можно класси-фицировать по следующим основным признакам: способу распределения данных; по виду многостанционного доступа; по архитектуре построения (топологии); по методу предоставления каналов. В сети "каждый с каждым" обеспечиваются прямые соединения между любыми абонентскими станциями (так называемый "односкачковый" режим связи). Количество требуемых дуплексных радиоканалов равно N x (N - 1), где N - число абонентских станций в сети. При этом каждая абонентская станция должна иметь N - 1 каналов приемо-передачи. Такая архитектура оптимальна для телефонных сетей, создаваемых в труднодоступных или удаленных районах, а также для сетей передачи данных с относительно небольшим числом удаленных терминалов. В связи с тем, что для работы между двумя малыми терминалами от VSAT требуются большие энергетические ресурсы в сравнении с сетью "звезда", в сетях типа "каждый с каждым" на абонентских станциях приходится использовать более мощные передатчики и антенны большего диаметра, что заметно отражается на их цене. 4950 51.Предоставление Интернет-услуг в системах цифрового телевизионного вещания. Стандарты DVB распространяются на любую форму высокоскоростного цифрового вещания: телевидение, радио, электронные газеты, интернет, данные и описывают методы доставки потоков MPEG-2 от студии до потребителя по различным сетям связи: спутниковым, кабельным, наземным. Стандарты задают нормы на специфические средства передачи информации с целью определения рекомендуемых комбинаций технических параметров. Развивая структуру транспортного потока, определенную в стандартах MPEG, стандарты DVB обеспечивают повышение устойчивости систем передачи, уменьшая, в конечном счете, стоимость цифровой передачи данных. Система условного доступа — программно-аппаратный механизм для ограничения доступа к цифровым телепрограммам. Необходимость использования системы условного доступа (Conditional Access System, CAS) при предоставлении услуг IP TV вызвана тем, что оператору связи, оказывающему эти  услуги, необходимо контролировать предоставление платных услуг и предотвратить несанкционированное потребление этих услуг. Система CAS должна обеспечивать: шифрование контента, включая шифрование информации, передаваемой в направлении от пользовательского оборудования к сети связи; поддержку форматов телевизионного сигнала MPEG-2 (ISO13818), MPEG-4 (H.264, ISO14496-10); поддержку видеоизображения в стандартном разрешении кадра (SD) и телевидения высокой четкости (HD); шифрование во время предоставления контента (session) и предоставление предварительно зашифрованного контента при оказании услуг VOD; работу на различных типах сетей доступа (IP/Ethernet/DSL, HFC/MMDS и др.); управление доступом пользователей к контенту; различные способы оплаты за услуги IP TV, в том числе оплату за просмотр (Pay PerView, предварительная плата (Prepaid service), абонентскую плату и т. п. Основные функции CAS: аутентификация и авторизация пользователей; шифрование контента при IP телевещании в реальном времени; шифрование контента, который хранится на серверах VoD для его последующего предоставления по запросу пользователя; подписка на пакет каналов (subscription); плата перед просмотром PPV (Pay-Per-View). Системы условного доступа обычно реализуются двумя различными способами: с использованием смарт-карт или без использования смарт-карт. К особенностям первой реализации относятся: аппаратное шифрование контента; дешифрование контента в STB;использование смарт-карт для получения доступа пользователя к контенту. 52. Основные принципы организации связи в ВЧ диапазоне. Радиосвязь - вид электросвязи, осуществляемый с помощью радиоволн. Под радиоволнами принято понимать электромагнитные волны, частота которых выше 30 кГц и ниже 3000 ГГц, распространяющиеся в среде без искусственных направляющих сред (линий). В соответствии с Регламентом радиосвязи весь радиочастотный спектр разделен на 12 диапазонов частот, которые определены как области радиочастот, равные (0,3...3) • 10N Гц, где N - номер диапазона. Для целей радиосвязи используется девять диапазонов и, следовательно, N = 4...12. Каждому диапазону радиочастот соответствует определенный диапазон радиоволн, которому присвоено условное метрическое наименование. С развитием науки и техники, ростом потребностей спектр освоенных частот расширяется в обе стороны. К преимуществам ДК-радиосвязи следует отнести: 1. оперативность установления прямой связи на большие расстояния; 2. простоту организации радиосвязи с подвижными объектами;  3. возможность обеспечения связи через большие труднодоступные пространства (зоны повышенного заражения, труднопроходимые водные и горные районы, лесные завалы); 4. высокую мобильность средств ДК радиосвязи; 5. возможность относительно простой восстанавливаемости  связи  в случае нарушения (воздействие как случайных, так и преднамеренных помех); 6. низкую стоимость одного канала на километр дальности связи. недостатки:1. резкое изменение затухания сигналов на трассах радиосвязи; 2. различный характер замираний сигналов; 3. ограниченная емкость используемого диапазона частот (3–30 МГц);4. чувствительность к случайным и преднамеренным помехам и высотным ядерным взрывам; 5. малым отношением скорости передачи к занимаемой полосе частот; 6. значительной доступностью для средств радиоразведки и одновременно малым отношением сигнал-помеха в точке приема. Организация радиосвязи в ВЧ диапазоне (3?30 МГц) основано на явлении отражения радиоволн от верхних слоев атмосферы и земной поверхности. Короткие волны могут распространяться как земными и как ионосферными волнами, однако вследствие значительного поглощения коротких волн в поверхности Земли (поглощение в земле возрастает с увеличением частоты) земные волны распространяются при обычно применяемых мощностях передатчиков (до 100 кВт) на расстояния, не превышающие нескольких десятков километров (для более коротких волн диапазона). При распространении в качестве ионосферных волн, т. е. путем однократного или многократного отражения от ионосферы, короткие волны можно использовать для связи на сколь угодно большие расстояния, поскольку при отражении от ионосферы, волны этого диапазона испытывают небольшое поглощение, уменьшающееся в отличие от поглощения в земле по мере роста частоты. Направления повышения эффективности KB радиосвязи: внедрение цифровых методов передачи и обработки сигналов, повышение эффективности использования полосы частот и помехозащищенности при передаче за счет применения сигнально-кодовых конструкций (СКК), применение более совершенных антенных устройств, повышение надежности аппаратуры на основе внедрения новой элементной базы, автоматики, перспективных источников питания. Для отражения радиоволн от слоев ионосферы, характерны следующие особенности:   Чем выше электронная концентрация слоя ионосферы, тем интенсивнее от него отражаются радиоволны;   Интенсивнее отражаются радиоволны, направленные под меньшим углом возвышения, т. е. углом луча по отношению  к плоскости горизонта. В точку приема могут приходить как пространственная, так и земная волны от одного и того же источника. Если фазы колебаний этих волн совпадают, то амплитуда суммарного поля возрастает, и, наоборот - при сдвиге фазы волн на 180° суммарное поле ослабляется и может стать равным нулю. Указанное явление называется интерференцией. Для конкретного значения электронной концентрации слоя, угла падения волны на нижнюю границу ионосферы ? существует максимальное значение  частоты  fmax,  при котором радиоволна еще отражается от слоя ионосферы и достигает места приема. Эта максимальная частота называется максимально применимой частотой — МПЧ. Если частота радиосигнала больше МПЧ, то пространственная волна пронизывает ионосферу, не отразившись. Учитывая, что Nэ может изменяться во времени, в качестве рабочих частот для данной КВ трассы распространения радиоволн выбирают частоты на 15% ниже МПЧ. Такие  рабочие частоты называют оптимальными рабочими частотами (ОРЧ). При понижении рабочей частоты увеличивается поглощение пространственной волны в нижних слоях ионосферы и уменьшается напряженность поля в месте приема. Минимальная частота, на которой при данной мощности излучения КВ станции условия приема являются предельно допустимыми, называется наименьшей применимой (НПЧ). 53.Общая характеристика радиопланов ВРС ВЧ диапазона. Классификация и назначение его элементов. Классификация и назначение позывных Позывной сигнал – это условное обозначение радиостанции в виде сочетания букв, цифр или их различных комбинаций, а также отдельных слов  и предназначен для однозначного опознавания радиостанции (ее идентификации) при установлении  связи  и  ведения радиообмена. Особенности распределения и присвоения международных позывных сигналов В соответствии с регламентом радиосвязи все станции должны  обладать способностью быть опознанными в эфире с помощью опознавательных сигналов – позывных сигналов, которые должны иметь определенное содержание и форму для передачи. Особенности использования позывных ведомственными радиосетями При разработке в таких радиосетях систем позывных к ним предъявляются следующие основные требования: - простота вычисления нового позывного с требуемой периодичностью (на сеанс связи, на день и т. д.); - знание позывных на каждый сеанс связи как на передающей стороне, так и на приемной; - удовлетворение требованиям по скрытности связи. Частота смены позывных зависит от требований по радиомаскировке. Вариант классификации систем позывных сигналов представлена на рис.2. Рис.2. Классификация  позывных сигналов Секретные (неофициальные) системы позывных применяются в радиосетях тех ведомств, которые предъявляют высокие требования  к радиомаскировке. Характерным признаком применения этих систем позывных является частая смена позывных (в каждом новом сеансе связи или при смене рабочей частоты). Во многих ведомственных радиосетях применяются несекретные (официальные или международные) системы позывных. При этом надо иметь ввиду, что в радиосетях отдельных ведомств  международные позывные применяются в мирное время, а в боевых условиях, в периоды кризисных ситуаций осуществляется переход на секретные позывные. Индивидуальные системы позывных  предусматривают  назначение (набор по индивидуальным системам набора позывных) каждому корреспонденту,  а также главной станции индивидуальных позывных для однозначной их идентификации. Линейный позывной назначается на каждую линию связи радиосети,  то есть такой позывной будет единым как для главной станции, так и для корреспондента. Групповые или циркулярные позывные присваиваются главной станции в тех радиосетях, в которых связь организуется по группам корреспондентов, через подцентры или на общей частоте. Односторонние позывные передаются главной или станцией - корреспондентом только в одном радионаправлении и, как правило, не  имеют  разделительного  элемента «DЕ». Двухсторонние позывные применяются в обоих направлениях и являются парными, т. е. содержат позывной вызываемой станции и свой индивидуальный позывной через «DE». рис. 4. Классификация частот, используемых  в радиосетях Вызывные частоты применяются при использовании в радиосетях способов  связи по группам корреспондентов, на общих частотах, связи через подцентры и предназначены для  первоначального  установления связи между Центром и корреспондентами с целью установления факта наличия нагрузки, ее срочности и объема. Рабочие частоты применяются для связи по отдельным  линиям связи радиосетей или назначаются дополнительно, как правило, Центром, при использовании других способов организации связи и предназначены для обмена нагрузкой между Центром и корреспондентами. Эти частоты подбирают индивидуально для каждой линии связи  с  учетом требований по устойчивости связи. Следует отметить, что таких частот может быть некоторое конечное множество. Конкретная рабочая частота выбирается по специально разработанному алгоритму.        Запасные частоты предназначены для восстановления связи между радиостанциями в следующих случаях:- при невозможности установления связи на рабочих (основных) частотах во время очередного сеанса связи;- при потере установленной связи в процессе ведения радиообмена.        Дежурные частоты постоянно контролируются операторами радиостанций  и предназначены: - для проверки приемо-передающего тракта (проверки аварийного  передатчика)  и  условий распространения радиоволн на дежурной частоте, которая близка по минимальному значению к рабочей частоте данного корреспондента. Официальные (международные) частоты присваиваются радиостанциям в соответствии с регламентом радиосвязи одновременно с присвоением позывных сигналов и фиксируются в соответствующих  документах  МСЭ  (международный  список частот,  список фиксированных станций). Неофициальные (секретные) частоты присваиваются управлениями (отделами) по связи с учетом требований по скрытности. Рис. 5. Классификация способов назначения и изменения частот в радиосетях 54. Сотовые системы подвижной радиосвязи. Сети подвижной связи можно разделить на следующие классы: сети сотовой подвижной связи (ССПС) - Cellular Radio Systems; сети транкинговой связи (СТС); сети персонального радиовызова (СПР)-Paging Systems; сети персональной спутниковой (мобильной) связи. Стандарт NMT-450 использует диапазоны 453-457,5 МГц ; 463-467,5 МГц (NMT-450). Стандарт GSM - диапазоны 935-960 МГц; 890-915 МГц (GSM-900) и 1710-1785 МГц; 1805-1880 МГц (DCS-1800). Стандарт CDMA - диапазоны 824-849 МГц; 869-894 МГц. По зоне обслуживания сухопутные системы подвижной радиосвязи можно разделить на радиальные, линейные и территориальные.  Сети сотовой связи с  двумя центрами коммутации Особенностью БС является использование  разнесенного приема, для чего станция должна иметь несколько приемо-передающих антенн. Кроме того, БС может иметь раздельные антенны на передачу и на прием. Другая особенность - наличие нескольких приемников и такого же числа  передатчиков, позволяющих вести одновременную  работу на нескольких каналах с различными частотами. Типы сотовых структур Основным принципом, используемым при организации сотовой связи является повторное использование частот в смежных сотах, идея которого заключается в том, что в соседних ячейках системы используются разные полосы частот, а через несколько ячеек эти полосы повторяются. Это позволяет при ограниченной общей полосе частот охватить системой сколь угодно большую зону обслуживания и существенно повысить емкость системы. Модели многократного использования частот Одна из особенностей ССС - это жесткая ограниченность выделенных полос частот вмещающих в себя небольшое число частотных каналов. Отсюда следует задача наиболее рационального использования имеющегося диапазона, оптимизации его использования, следовательно, повышения емкости системы связи. Другая особенность заключается в том, что используемые в сотовой связи полосы частот относятся к дециметровому диапазону. Дециметровые радиоволны распространяются в основном в пределах прямой видимости; дифракция на этих частотах выражена слабо, а молекулярного поглощения и поглощения в гидрометеорах (снег, дождь) практически нет. Системы сотовой связи с кодовым разделением сигналов. Множественный доступ с кодовым разделением каналов (CDMA) и с разделением по времени(TDMA). . Если бы в этих системах отсутствовала регулировка мощности, то они существенно уступали бы по характеристикам сотовым сетям на базе TDMA. На рисунке прямопоследователъной схема формирование фазоманипулированных сигналов (ФМ-ШПС (direct-sequence - DS). До фазового модулятора последовательность импульсов на выходе кодера длительностью Т0, складывается по модулю 2 с элементами ПСП. F следова­ния элементов ПСП в N раз больше скорости передачи на выходе ко­дера, значит длительность одного импульса ПСП t0 = Т0/N. База сигнала . Величина N определяет расширение спектра по отношению к спектру исходного сигнала длительностью Т0. Затем фаза сигнала изменяется по закону ПСП, принимая 2 значения для ФМ-2: 0 и ?. Схема DS, осуществляя преобразование исходного двоичного сигнала в ПСП для различного вида манипуляции несущей (не толь­ко ФМ), имеет широкое применение на практике. В широкополосной системе исходный модулирующий сигнал распределяют в полосе частот, ширина несколько мегагерц. Это осуществляется путем двойной модуляции несущей передаваемым информа­ционным сигналом и широкополосным кодирующим сигналом (ПСП). В результате перемножения сигнала источника псевдослучайного шума с информационным сигналом энергия последнего распределяется в широ­кой полосе частот, т. е. его спектр расширяется. Таким образом, происходит наложение информации на широкополос­ную модулирующую кодовую последовательность перед модуляцией несущей для получения ШПС (рис. 1). Узкополосный сигнал умножается на псевдослучайную последователь­ность (ПСП) с периодом Т, состоящую из N бит  каждый. После расширения спектра уровень шумов остается на прежнем уровне, а спектральная плотность мощности сигнала уменьшается во столько же раз, во сколько увеличилась полоса частот. Этот способ пригоден для любой широкополосной системы, в которой для расширения спектра высокочастотного сигнала применяется цифровая последовательность. Принцип работы системы сотовой связи стандарта CDMA: Информационный сигнал кодируется по Уолшу(применяется в прямом канале для разделения пользователей), затем смешивается с несущей, спектр которой предварительно расширяется перемножением с сигналом источника псевдослучайного шума. Каждому информационному сигналу назначается свой код Уолша, затем они объединяются в передатчике, пропускаются через фильтр, и шумоподобный сигнал излучается передающей антенной. На вход приемника поступают полезный сигнал, фоновый шум, помехи от БС соседних ячеек и от МС других абонентов. После ВЧ-фильтрации сигнал поступает на коррелятор, где происходит сжатие спектра и выделение полезного сигнала в цифровом фильтре с помощью заданного кода Уолша. Спектр помех расширяется, и они появляются на выходе коррелятора в виде шума. На практике в МС используется несколько корреляторов для приема сигналов с различным временем распространения в радиотракте или сигналов, передаваемых различными БС. При обратной связи каждый информационный канал однозначно связан с одним мобильным устройством. Все каналы прямого канала используют одну и ту же полосу частот. Для распознавания разных каналов используется раздробленный код. Данные или оцифрованная речь передаются в прямом канале блоками по 20 мс с использова­нием схемы прямого исправления ошибок (сверточный код со скоростью кодиро­вания 1/2). Таким образом, эффективная скорость передачи данных удваивается и достигает максимум 19,2 Кбит/с. Для обратного канала сверточный кодер имеет степень кодирования 1/3, т. е. эффективная скорость пе­редачи данных утраивается до максимального значения 28,8 Кбит/с. Затем при­меняется блочное перемежение данных 56. Система сотовой связи стандарта GSM. Организация информационного обмена в системе сотовой связи стандарта GSM. Для защиты от ошибок, возникающих в радиоканалах, применяется блочное и сверточное кодирование с перемежением. Повышение эффективности кодирования и перемежения. Для борьбы с интерференционными замираниями принимаемых сигналов в аппаратуре связи используется медленное переключение рабочих частот в процессе сеанса связи со скоростью 217 скачков в секунду при малой скорости перемещения ПС.  В качестве речепреобразующего устройства используется речевой кодек RPE-LTP с регулярным импульсным возбуждением и скоростью преобразования речи 13 кбит/с. Сеть основана на ОКС?. В стандарте GSM 900 для передачи информации прямого канала отводится полоса 935-960 МГц, а обратного - 890-915 МГц, т. е. дуплексный разнос по частоте также состав­ляет 45 МГц. Один частотный канал занимает полосу 200 кГц. Всего в полном диапазоне, с учетом защитных полос, размещается 124 частотных канала. Каждый частотный канал используется для организации 8 физических каналов. Каждый физический канал представляет собой отдельный ФК. Используя временное уплотнение, на базе 124 радиоканалов можно получить 992 (124?8) физических канала. Центральная частота канала (в МГц) связана с его номером N соотношениями: Обратный канал:  fо = 890,200 + 0,200 N, 1? N ? 124; Прямой канал:  fн  = 935,200 + 0,200 N, 1? N ? 124. Один частотный канал, строго говоря, занимает две полосы ?? по 200 кГц - одну под прямой, а другую под обратный канал связи. При использовании режима работы со скачками по частоте для передачи информации одной и той же группы ФК последовательно во времени используются различные частотные каналы.  Абонентский терминал состоит из трех основных подсистем:радиоподсистемы, подсистемы основной обработки, включающей в себя акустический интер­фейс, цифровую обработку сигнала и его демодуляцию; подсистемы управления. GSM обеспечивает поддержку следующих услуг:Услуги передачи данных (синхронный и асинхронный обмен данными, в том числе пакетная передача данных — GPRS). Данные услуги не гарантируют совместимость терминальных устройств и обеспечивают только передачу информации к ним и от них. Передача речевой информации. Передача коротких сообщений (SMS). Передача факсимильных сообщений.Доплнительные (необязательные к предоставлению) услуги: Определение вызывающего номера и ограничение такого определения Безусловная и условная переадресация вызова на другой номер. Ожидание и удержание вызова. Конференц-связь (одновременная речевая связь между тремя и более подвижными станциями).Запрет на определённые пользователем услуги (международные звонки, роуминговые звонки и др.)Голосовая почта.  Передачу данных к/от PSTN. Включает поддержку модемных и факсимильных вызовов. При передачи данныхDTIактивирует модемное соединение и преобразует скорость передачи данных в требующуюся для данного модемного соединения. 57Беспроводные локальные сети. Стандарт 802.11: стек протоколов,  физический уровень, протокол подуровня управления доступом к среде, структура кадра. Сравнение стандартов 802.11 и 802.16. Стандарт 802.16: стек протоколов, физический уровень, протокол подуровня МАС, структура кадра Первая высокоскоростная беспроводная ЛВС, 802.11а, использовала метод OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing - ортогональное частотное уплотнение) для передачи сигнала со скоростью до 54 Мбит/с в расширенном нелицензируемом диапазоне 5 ГГц. Как и полагается при частотном уплотнении, здесь используются разные частоты. Всего их 52, из них 48 частот предназначе­ны для данных, 4 — для синхронизации (почти как в ADSL). Метод HR-DSSS (High Rate Direct Sequence Spread Spectrum — высокоскоростная передача широкополосного сигнала по методу прямой последовательности). Это еще один широкополосный способ, который для достижения скорости 11 Мбит/. Стандарт называется 802.11b, но он не явля­ется последователем 802.11а. На самом деле 802.11b был признан и попал на ры­нок даже раньше, чем 802.11а. Скорости передачи данных, поддерживаемые этим стандартом, равны 1, 2, 5,5 и 11 Мбит/с.. Применяется код Уолша — Адамара. Улучшенная версия 802.11b называется 802.11g. Этот стандарт был принят IEEE в ноябре 2001. В итоге в 802.11g применяется метод модуляции OFDM, взятый из 802.11а, однако рабочий диапазон совпадает с 802.11b (2,4 ГГц). Теоретически максимальная скорость 802.11g равна 54 Мбит/с. До сих пор не очень понятно. Протокол подуровня MAC (Medium Access Control — управление доступом к среде) в стандарте 802.11 довольно сильно отличается от аналогичного протокола Ethernet благодаря присущей беспровод­ным сетям сложности по сравнению с проводными сетями. В Ethernet станция просто ожидает, пока в канале настанет тишина, и тогда начинает передачу. Если шумовой всплеск не приходит обратно в течение времени, необходимого на пере­сылку 64 байт, то можно утверждать, что кадр почти наверняка доставлен корректно. В беспроводных сетях такой фокус не проходит. 57 58. Организация информационного обмена в ССС "Инмарсат", стандарт "А". Inmarsat - первый оператор мобильной спутниковой связи в мире, который предлагает полный набор услуг современной спутниковой связи для морских, наземных и воздушных МС. см. вопрос 60. Стандарт-А – самый первый стандарт системы Инмарсат, введенный в эксплуатацию в 1982 г., который предоставляет пользователям услуги телефонии, передачи данных, факсимильной и телексной связи, также имеется возможность высокоскоростной передачи данных со скоростью 64 Кбит/с. Аналоговая технология, применяемая в стандарте А обуславливает использование большего диапазона частот ретранслятора спутника для организации каналов связи Станция стандарта А является терминальным устройством международной телефонной и телексной связи. Станции стандарта А имеют добротность - 4 дБ/К, ЭИИМ в пределах 36 дБВт. Работа станции обеспечивается с помощью направленной и стабилизированной параболической антенны диаметром 80-120 см. Станция управляется микропроцессорами и  является полностью автоматизированной и обеспечивает связь в телефонном и телеграфном режимах. 59. Организация информационного обмена в ССС "Инмарсат", стандарт "М". (58, 61 общая структура Инмарсат такая же) Инмарсат-М как глобальная система доступна с 1993 года. Пpeдocтавляет  пользователям телефонную связь, передачу данных и факсимиле со скоростью 2,4 кбит/с и обеспечивает мгновенные и надежные соединения с телефонными сетями общего пользования и сетями передачи данных. В ней используются относительно небольшие и недорогие терминалы, которые могут устанавливаться  на многих сухопутных и морских подвижных объектах. Морские терминалы иcпoльзyют пapaбoлическую антенну с диаметром зеркала около 0,5м. Aвтомобильные станции имеют плоскую антенну типа фазированной решетки. Антенна требует ориентации на спутник с невысокой точностью. Существуют портативные станции Инмарсат-М, pазмещаемые в небольшом чемодане. Плocкaя антенна таких станций вмонтирована в крышку чемодана. Инмарсат-М является цифровой системой, благодаря чему пoзволяет передавать информацию при меньшей мощности спутника и, таким образом, минимизировать стоимость телефонной связи. Для организации связи стандартa М в соответствии с общей структурой ССС, используются спутники-ретрансляторы, координирующие станции сети, береговые станции и мобильные станции. Мобильные станции работают в L-диапазоне (диапазон принимаемых частот 1530-1559 МГц - для наземных станций и 1530-1545 Мгц - для морских, частоты передачи отстоят от приемных на 101.5 Мгц). Для установки параметров вызова при использовании MES задействуется спутник, через который будет проходить вызов (выбирается пользователем MES), одна LES (также выбирается пользователем MES) и NCS для этого определенного спутника. После успешного завершения процесса установки параметров вызова для передачи речи, данных или факса задействуются только LES и MES. NCS теперь выполняет только функцию супервизора и может прервать связь, например, в случае бедствия. В соответствии с общими принципами построения ССС используются информационные каналы (ИК), предназначенные непосредственно для сообщений абонентов и каналы сигнализации (КС), предназначенные для служебных сообщений и координации работы ССС. ИК организуется способом ОКН/МДЧР, частота каждого канала назначается КСС, а информация о назначении частот передается по КС. В обоих направлениях ИК может работать в одном из режимов, назначение которого производится под управлением КСС. Переключение режимов инициализирует МС. При организации связи задействованы 14 видов функциональных каналов. Многие каналы могут совместно использовать одну и ту же несущую. 1 - Канал межстанционной сигнализации LES (LESI) ТДМА, ФМ-2, 6 Кбит/с, R=1/2. 2 - Канал межстанционной сигнализации NCS (NCSI) аналогичен 1. 3 - Общий канал сигнализации (ОКС) NCS (NCSC) ТДМА ФМ-2, 6 Кбит/с, R=1/2. 4 - Канал сообщений о новых соединениях NCS (NCSA) ТДМА ФМ-2, 6 Кбит/c, R=1/2. 5 - Канал NCS идентификации локального луча ИСЗ (NCSS) ТДМА ФМ-2, 6 Кбит/c, R=1/2. Каналы с 1 по 5 в настоящее время объединены и в режиме ТДМА передают информацию в одном канале (NCSI) в режиме ФМ-2, 6 Кбит/c, R=1/2 и принимаются береговыми и мобильны-ми станциями в L диапазоне. 6 - Канал отклика МES на запрос NCS (MESRP), ТДМА, ФМ-2, 3 Кбит/c, R=1/2. 7,8 - Канал запроса МES (MESRQ), случайный доступ на основе S-ALOHA ФМ-2 3 Кбит/c, R=1/2. Сигналы 6,7,8 передаются мобильной станцией в L диапазоне. 9,10,11,12,13,14 - каналы передачи информационного трафика и внутриполосной сигнализации ФМ-4 со сдвигом 8 Кбит/с, R=3/4. Существенным элементом качественной связи на основе стандарта-М и В является алгоритм кодирования речи. В настоящее время для кодирования речи в стандарте-М используется вокодерный алгоритм улучшенного многополосного возбуждения (IMBE). 60.Организация информационного обмена в ССС "Инмарсат", стандарт мини-М". Организация Инмарсат имеет три органа управления: Ассамблею, Совет Участников и Директорат (штаб-квартира в Лондоне). Система глобальной спутниковой связи ИНМАРСАТ осуществляется через геостационарные спутники ИНМАРСАТ, находящиеся на высоте около 35800 км вдоль экватора над Тихим, Атлантическим и Индийским океанами. ИНМАРСАТ обеспечивает глобальную связь для подвижных абонентов – телефон, факс, телекс. Спутниковая система Inmarsat включает четыре основные части: Космический сегмент: действующие и запасные спутники - ретрансляторы. Сеть земных станций - ЗС (NCS – Network Coordination Station и Land Earth Station - LES) Абонентские подвижные земные станции, или терминалы, (Mobile Earth Station - MES) Средства управления системой: Центр эксплуатации сети (Network Operation Centre-NOC) и Центр управления спутниками (Satellite Control Centre - SCC). Функции LES включают: – прием и обработку сообщений сигнализации, передаваемых мобильными станциями при установлении связи (запросов); – формирование и передачу сообщений сигнализации мобильным станциям (вызовов); – коммутацию и подключение к LES телефонных и телеграфных каналов абонентских сетей; – ретрансляцию телефонных и телеграфных сообщений в направлении судно – берег и обратно; – ведение списка мобильных станций, допущенных к системе; – учет времени занятия каналов и оформление счетов на оплату за предоставленные услуги судовым и береговым абонентам. Координационные станции сети (NCS) выполняют следующие функции: – ретрансляцию сообщений сигнализации, которыми обмениваются мобильные станции и LES при установлении связи; – слежение за занятостью телефонных каналов сети и оперативное их распределение по запросам судовых и береговых абонентов; – учет мобильных станций, ведущих связь в текущее время; – измерение частот, уровней и других параметров сигналов; – запись передаваемых сообщений сигнализации для последующего их анализа; – регулировку мощности излучения спутника. Работу всей сети в целом круглосуточно контролирует Центр эксплуатации сети (Network Operations Centre - NOC), расположенный в Лондоне в штаб-квартире Inmarsat. На сегодняшний день известны следующие стандарты Inmarsat: А, B, C, D/D+, E, AERO, мини-М, М4. Размещение СР системы INMARSAT(стр.105) Океанический район и назначение ИСЗ Зап. часть Атл. рег. Осн. раб. ИСЗ Вост. часть Атл. рег. Основной ИСЗ Вспомог. ИСЗ Индийский рег. Основной ИСЗ Вспомог. ИСЗ Тихоокеанский рег. Основной ИСЗ Вспомог. ИСЗ Система Инмарсат-MuниM (Inmarsat-MiniM) Введена в эксплуатацию с 1997 года. Обеспечивает тот же сервис, что и стандарт Инмарсат-М. Однако особенностью работы терминалов данного стандарта является работа в узких лучах спутниковых антенн (технология spotbеаm). Это позволяет существенно уменьшить размеры и стоимость абонентской станции. В настоящее время выпускаются различные варианты абонентских терминалов Инмарсат-МиниМ (портативные, автомобильные, судовые), позволяющие обеспечить связь в том числе и при движении подвижного объекта. Размеры портативных терминалов не больше ноутбука и масса около 2кг. Подвижная станция Инмарсат-МиниМ работает в узких лучах спутников Инмарсат-3 для трафиковых каналов (телефон, факс и данные) и в глобальном луче для каналов сигнализации. Дополнительное усиление, доступное в узких лучах Инмарсат-3, позволяет подвижным станциям работать с меньшим ЭИИМ. Для большинства местностей покрытие луча, обеспечиваемое четырьмя спутниками, почти достаточно. Набор коммуникационных сервисов, предлагаемых системой Инмарсат-МиниМ, тот же самый, что и у Инмарсата-М. Однако скорость кодирования речи равна 4,8 кбит/с (включая обнаружение/исправление ошибок), а не 6,4 кбит/с. Модемная и факсимильная платы в станции Инмарсат-МиниМ такие же как в Инмарсат-М. Факс также передается по каналу SCPC в режиме «данные». Все береговые и координирующие станции Инмарсат-М при соответствующем изменении программного обеспечения способны поддерживать систему Инмарсат-МиниМ.  Стр. 109  Кадровая структура канала сигнализации 61. Общие принципы построения и функционирования систем спутниковой мобильной связи. Состав, назначение,  основные характеристики ССПС. Виды услуг предоставляемых пользователям. Диапазоны частот и виды многостанционного доступа используемые в ССС. Классификация систем спутниковой мобильной связи. Общие принципы построения и функционирования сетей спутниковой мобильной связи. Типы используемых спутниковых орбит. Назначение, состав и структура низкоорбитальных  ССС (Iridium, Globalstar, ACeS). Система “Globalstar” строится на основе ОГ из 48 ИСЗ на круговых орбитах с наклонением 52° и высотой 1414 км, размещенных в 8 плоскостях по 6 КА в каждой. Они функционируют в диапазоне абонентских радиолиний 1610-1626,5 Мгц на линии Земля - ИСЗ и 2483,5-2500 Мгц на линии ИСЗ-Земля. Антенны L и S диапазонов АФАР с 16 лучами, образующими зону обслуживания диаметром 6000 км. В полосе 16,5 МГц в режиме МДЧР размещаются 13 несущих с полосой 1,23 МГц стандарта IS-95. орбитальная группировка КА “IRIDIUM”, состоящая из 66 активных КА, расположенных на 6 околополярных орбитах, высотой порядка 780 км. и наклонением 86,1о. В каждой орбитальной плоскости размещается по 11 спутников. Кроме того, в состав сегмента входят порядка 12 резервных КА, расположенных на околополярных орбитах высотой примерно 645 км. Угловой разнос между КА в одной плоскости 32,7О, в соседних – 31,6О. Антенная система диапазона L используется для связи с абонентскими станциями. Антенная система Ка диапазона состоит из 4-х антенн фидерной связи (19,4 – 19,6 ГГц передача; 29,1 – 29,3 прием). Спутники GARUDA (ССС ACeS) имеют срок службы не менее 12 лет. Первый спутник был успешно выведен на геостационарную околоземную орбиту  123° в. д. 12 февраля 2000 г. Второй планируется на орбиту 118° в. д., в его зоне покрытия окажутся Ближний Восток, Северная Африка и Европа. Прямая линия вверх ЗСС-КА 6,425-6,725 (1500 каналов по 200 кГц); КА-АТ 1,525-1,559 (170 каналов по 200 кГц); АТ-КА 1626,5 – 1660,5; КА-ЗСС 3,4 – 3,7 ГГц. 62.Региональные системы спутниковой мобильной связи (на примере ССПС «Турайя»). ОСИГ(138-146) Система “ТУРАЙЯ” является региональной системой подвижной спутниковой связи с целью предоставления услуг подвижной персональной спутниковой связи и обмена низкоскоростными и среднескоростными потоками данных. Космический (спутниковый) сегмент системы состоит из двух ИСЗ с ретрансляторами «Emarsat-1F», размещенных на геостационарной орбите. Спутник оборудован двумя приемо-передающими антеннами L и С-диапазонов Наземный сегмент включает: - центральную земную станцию (ЗС) спутниковой связи и управления системой, расположенную в городе Шардже (ОАЭ): - региональные станции сопряжения (шлюзовые станции) (в настоящее время работает только центральная станция); - наземные каналы управления между центральной ЗС и региональными станциями сопряжения. Пользовательский сегмент системы «ТУРАЙЯ» состоит из мобильных (подвижных) и стационарных пользовательских терминалов (ПТ) 63 64) ССС "Интелсат". Основные характеристики, частотный план СР "Интелсат". Консорциум Intelsat (The International Telecommunications Satellite Organization) — старейший и наиболее крупный — образован в 1965 году с целью предоставления государствам-участникам современных технологий связи. Intelsat — это организация, включающая более 120 стран полных участников и около 60 стран — ассоциированных участников. Первый коммерческий спутник Early Bird был выведен Intelsat на орбиту в апреле 1965 году. К июню того же года спутник официально начал передачу по 240 телефонным каналам, что эквивалентно одному телевизионному каналу по ширине полосы. Intelsat быстро вырос до крупнейшей ССС с 18 спутниками, располагающимися над Атлантикой, Индийским и Тихим океанами. В настоящее время базовыми спутниками Intelsat являются мощнейшие Intelsat VIII и Intelsat-K, значительно превосходящие по своим характеристикам первый Early Bird. Так в сравнении даже с Intelsat VI, оборудованным 48 приемопередатчиками, Intelsat VIII имеет 36 С-полос и 10 Ku-полос и поддерживает сотни тысяч телефонных каналов. Цена спутника на один канал с 100 тыс. долл. снизилась до нескольких тысяч, а цена минуты использования канала абонентом, составлявшая ранее 10 долл. понизилась до 1 доллара. Мощность солнечных батарей Intelsat VIII составляет 4 КВт, т. е. возросла по сравнению с Intelsat VI на 54% и, соответственно, в 4 раза по сравнению с Intelsat V. 65.Организация связи по международным магистральным ВОЛС.(с.175-179) Преимущества ВОЛС: большая пропускная способность, малое затухание, малые масса и габариты, высокая помехозащищенность, надежная техника безопасности, практически отсутствующие взаимные влияния, долговечность, малая стоимость из-за отсутствия в конструкции цветных металлов. Недостатки ВОЛС : при создании линии связи требуются высоконадежные активные элементы, преобразующие электрические сигналы в оптическое излучение и обратно, а также оптические соединители (коннекторы) с малым затуханием и большим ресурсом на подключение-отключение; точность изготовления таких элементов линии связи должна быть очень высока, поэтому их производство дорогостоящее; для монтажа оптических волокон требуется высокоточное, а потому дорогое технологическое оборудование;  при обрыве оптического кабеля затраты на восстановление выше, чем при использовании кабелей с металлическими проводниками. Оптический приемник (ОПр), обеспечивающий прием оптического излучения и преобразования его в электрический сигнала; ОПр включает в себя согласующее устройство (СУ), необходимое для вывода оптического излучения из ОВ с минимальными потерями, и приемник оптического излучения (ПОИ); совокупность согласующего устройства и приемника  оптического излучения представляет приемный оптический модуль (ПРОМ);оборудование сопряжения (ОС) тракта приема, преобразующее сигнал на выходе ПРОМ в многоканальный сигнал соответствующего КОО;каналообразующее оборудование (КОО) тракта приема, осуществляющее обратные преобразования многоканального сигнала  сигналы отдельных типовых каналов и трактов. 66

10. Передача дискретной информации.( Дифференциальная импульсно-кодовая модуляция. Дельта-модуляция.........) Импульсно-кодовая модуляция (pulse-code modulation – PCM) – класс низкочастотных сигналов, полученных путем дискретизации и коди­рования каждого квантованного отсчета кодовым словом. Иными словами, исходная информация дискретизируется и квантуется в один из L уровней, после чего каждый квантован­ный отсчет кодируется n-битовым (n = log2L) кодовым словом. Для низкочастотной передачи биты кодового слова преоб­разуются в импульсные сигналы. На рисунке 1 амплитуды ана­логового сигнала s(t) ограничены диапазоном от ?4 до +4 В. Шаг между уровнями квантования составляет 1 В. Следовательно, используется 8 уровней квантования от ?3,5 до +3,5 В. Уровню ?3,5 В присвоим кодовый номер 0, уровню ?2,5 – 1 и так до уровня 3,5 В, которому присвоим кодовый номер 7. Каж­дый кодовый номер имеет двоичное представление – от 000 для ко­дового номера 0 до 111 для кодового номера 7. На выбор уровней напряжения влияют два ограничения. Во-первых, интервалы квантования между уровнями должны быть одинаковыми; во-вторых, желательно, чтобы уровни были симметричны относительно нуля. (рис 55 ОСИГ) Сигналы ИКМ делятся на четыре группы: 1) без возврата к нулю (nonreturn-to-zero ? NRZ); 2) с возвратом к нулю (return-to-zero ? RZ); 3) фазовое кодирование; 4) многоуровневое бинарное кодирование. рисунок ОСИГ 38.  Дельта-модуляция (ДМ), часто обозначаемая как ?-модуляция, представляет собой простейшую форму ДИКМ с использованием только одного разряда кода a(k) на разность отсчетов, который характеризует полярность разности, при этом скорость поступления дискретных отсчетов значительно превышает частоту 2fm. Например, для полосы частот в 20 кГц с номинальной частотой дискретизации 48 кГц частота дискретизации ДМ может быть в 64 раза большей, тогда система с сильно коррелированным предсказанием будет работать с частотой 3 072 МГц. Причина выбора такой высокой частоты дискретизации заключается в следующем: необходимо, чтобы отсчеты имели высокую корреляцию, что обеспечивает малую ошибку предсказания, кото­рая, в свою очередь, допускает работу устройства квантования с очень малым количеством бит в контуре коррекции ошибок. При использовании ДМ поступающие с частотой,  значительно превышающей частоту 2fm, отсчеты аналогового сигнала аппроксимируются с помощью ступенчатой функции, значение которой в каждом интервале выборки Тs увеличивается или уменьшается на один уровень квантования ?. Пример такой функции приведен на рисунке 11, где ступенчатая функция накладывается на исходный аналоговый сигнал. РИС 60 ОСИГ Одним из способов обработки является скремблирование (to scramble - перемешивать). Появившись как процедура обработки ко­довой  последовательности  с  целью  придания  ей  определенных статистических  свойств,  в  настоящее  время  скремблирование получило широкое распространение как средство предотвращение несанкционированного  доступа  к  передаваемой  информации (например, телевидение). Скремблирование производится на передающей стороне с помощью устройства - скремблера, реализующего логическую операцию суммирования по модулю 2 исходного и преобразующего псевдослу­чайного двоичных сигналов. На приемной стороне осуществляется обратная операция - дескремблирование - устройством, называемым дескремблером. Дескремблер выделяет из принятой последовательности исходную последовательность. РИС 37 ОСИГ. 12.Эффективное кодирование источника. Особенности эффективного кодирования. Общая характеристика процесса сжатия. Сжатие - это процесс представления информации, содержащейся в сообщении, меньшим числом бит (меньшим объемом). Характеризуя  процесс сжатия (компрессии), можно сказать, что он осуществляет обработку символов сообщения и их перевод в некоторые коды. Если тот процесс организован эффективно, то его результатом будет зако­дированное сообщение меньшего объема. Таким образом, в широком смысле сжатие - форма кодирования, при которой объем данных уменьшается. Различают сжатие без потерь и сжатие с потерями. В первом случае информация, восстановленная из сжатого состояния (после де­компрессии), в точности соответствует исходной до начала сжатия. Во втором случае информация, восстановленная после сжатия, только частично соответствует исходной. Потери при восстановлении, оче­видно, могут быть допущены для сигналов речи, аудио - и видеоин­формации при соответствующем снижении требований к качеству воспроизведения. Сжатие без потерь применяется для текстуальных, цифровых данных, где потеря даже одного бита информации является неприемлемой. Существует два основных класса алгоритмов сжатия: статисти­ческий и словарный. В алгоритмах статистического сжатия сжимаемые данные представляются в виде последовательности отдельных симво­лов, каждому из которых присваивается кодовая комбинация в соот­ветствии с вероятностью выдачи его источником сообщения. В сло­варных алгоритмах сжатия кодируются группы символов (строк, фраз, слов). Причем каждое кодированное слово может быть найдено в некотором словаре, что позволяет при сжатии заменить его ссылкой на образец из словаря. Функциональное соответствие процесса сжатия и обратного про­цесса - разжимания предполагает, что декодировщик имеет доступ к той же модели, что и кодировщик. Это достигается двумя способами моделирования: статическим и динамическим. Статическое моделирование (при этом можно говорить о статиче­ском сжатии) использует для процесса сжатия одну и ту же модель. Она известна (определена, вычислен набор вероятностей символов) заранее и хранится в памяти кодировщика и декодировщика. Недоста­ток модели очевиден. Коэффициент сжатия будет низким всякий раз, когда сжимаемое сообщение не вписывается в модель. Достоинства модели - скорость и простота реализации. Динамическое (адаптивное) моделирование предполагает наращивание (уточнение) модели в самом процессе сжатия. Первоначально и кодировщик и декодировщик присваивают себе некоторую «пустую» модель, как если бы все символы были равновероятными. Кодиров­щик использует эту модель для сжатия первого символа, а декоди­ровщик - для обратной процедуры. Затем они оба изменяют свои мо­дели одинаковым способом (например, наращивая вероятность рас­сматриваемого символа). Следующий символ кодируется на основа­нии новой модели, а затем снова происходит изменение модели. Декодирование продолжается аналогичным кодированию образом, с ис­пользованием идентичной модели, за счет применения такого же ал­горитма его изменения. Подобная модель будет достаточно хорошо соответствовать сжимаемым данным, и при этом ее не надо переда­вать от кодировщика к декодировщику  ХАФФМАН Хорошо известным методом кодирования является алгоритм Хаф­фмена. Построение кода Хаффмена также предполагает запись эле­ментов алфавита в порядке убывания их вероятностей. Затем два нижних, т. е. имеющих наименьшую вероятность, элемента объ­единяются в новый укрупненный элемент, который занимает ме­сто в алфавите согласно своей суммарной вероятности. Этот процесс продолжается до тех пор, пока суммарная вероятность двух последних элементов не станет равной единице. При каж­дом объединении условимся присваивать значение 0 элементу, занимающему верхнюю позицию в паре объединяемых элемен­тов, и значение 1, если эта позиция нижняя. Число объединений, в которых участвует данный элемент, равно значности соответ­ствующей ему кодовой комбинации. СТРАНИЦЫ 164-165  Коды Шеннона – Фано. Элементы алфавита располагаются в порядке убывания их вероят­ности (табл. 3.12). Затем производится разбиение множества {?i} на две группы, имеющие по возможности близкие суммарные вероятно­сти Р(?i). В табл. 3.12 первая группа {?1 , ?2} имеет Р(?i) = 0.52, вто­рая группа-все остальные элементы {?3,..., ?9} с Р(?i) = 0.48. Для элементов первой группы в качестве первого символа кодового обо­значения принимается 0, а для элементов второй группы - 1. Величины Р(?i) и символы кодового обозначения записаны в столбцах таблицы. Затем каждая из полученных групп разбивается на подгруппы (второй шаг разбиения) также по возможности равной суммарной вероятно­сти. В качестве второго символа кодового обозначения берется 0, если элемент принадлежит к первой подгруппе, и символ 1, если он отно­сится ко второй подгруппе. Этот процесс повторяется до тех пор, пока в подгруппах не останется по одному элементу. Сущность LZ-сжатия состоит в том, что фразы сжимаемого сооб­щения заменяются указателями на те места, где эти фразы можно взять. Конкретизация сказанного нашла отражение в двух вариантах: 1. Кодируемые строки (фразы) заменяются указателями на строки, расположенные в скользящем окне фиксированной длины, хранящем предыдущий текст сообщения. Указатель содержит информацию о расположении строки в окне и ее длине. Этот вариант реализован в алгоритме LZ77. 2. Кодируемые строки заменяются указателями на список уже за­кодированных строк, хранящихся в словаре кодера. Этот вариант пред­ставлен в алгоритме LZ78. Раскодирование сжатого текста осуществляется напрямую - про­исходит; просто замена указателя той готовой фразой, на которую он указывает. Широкое применение алгоритмов ZZ-сжатия объясняется просто­той реализации на современной электронной базе, высоким коэффи­циентом сжатия, большим разнообразием алгоритмов. Теоретически коэффициент сжатия LZ77 больше, чем LZ78, но реализуется алгоритм LZ77 медленнее. Средства, на основе которых выполняется алгоритм LZ77, асимметричны. Кодер достаточно сложен и выполняет большое количество операций. При этом основные ресурсы тратятся на поиск повторов кодируемой строки в скользящем окне просмотра. Декодер же прост в реализации и может работать с большой скоростью. Алгоритм LZ77 используется тогда, когда сообщение сжимается один раз, а восстанавливается неоднократно. РИСУНОК 168 16. Сигнализация в сетях связи Коммутация каналов обеспечивает выделение физического канала для прямой передачи данных между абонентами. Коммутация сообщений производится путем передачи сообщения, содержащего заголовок и данные, по маршруту, определяемому узлами сети. Коммутация пакетов производится путем разбивки сообщения на пакеты — элементы сообщения, снабженные заголовком и имеющие фиксированную максимальную длину, — и последующей передачи пакетов по маршруту, определяемому узлами сети. (схема рис 122 стр 84) Классификация: —№l - система сигнализации с частотой 500/20 Гц для ручного способа установления международных соединений (частота тона сигнализации 500 Гц±2% прерывается с частотой 20 Гц± ±2%); —№2 — система сигнализации для полуавтоматического способа установления международных соединении по двухпроводным каналам (практически никогда не применялась для международных соединений); —№3, №4, №5, №5бис —системы сигнализации в полосе разговорных частот, рекомендуемые для полуавтоматического и автоматического способов установления соединений; Система телефонной сигнализации N 5 (принята в 1964 г.) Линейные  сигналы  занятия,  готовности,  занятости, подтверждения и т. п.  передаются на частотах 2400 и 2600 Гц в полосе телефонного  канала.  Каждый элемент регистровых сигналов передается на двух  частотах одновременно в соответствии с кодовой таблицей в течение 50 мс, пауза между импульсами - 50 мс. В 1968 году МККТТ была принята модифицированная СТС N 5 бис По сравнению с СТС N 5 дополнительно введен синхросигнал для системы TASI, передаваемый на частоте 1850 Гц и расширены возможности регистровых сигналов.  (схемы важные рис 132,130,остальные почитать на стр 86-87) 17. Уплотнение с частотным и временным разделением каналов. При разделении каналов по частоте (частотное разделение – ЧРК) канальный сигнал представляет собой модулируемое компонентным сигналом поднесущее колебание и занимает полосу частот, неперекрывающуюся с полосами частот других канальных сигналов Полученные на выходе частотных фильтров спектры канальных сигналов суммируются, и их совокупность поступает  на групповой модулятор M. Здесь спектр с помощью колебания несущей частоты переносится в область частот,  отведенную для передачи данной группы каналов,  то есть групповой сигнал преобразуется в так называемый линейный,  передаваемый  по линии связи (ЛС).  При этом может использоваться любой вид модуляции. На приемном  конце осуществляется вся совокупность обратных преобразований цикл состоит из синхропакета и М временных окон, предоставляемых различным источникам сообщений. В общем случае число временных окон М не равно числу таких источников L, а длительности всех временных окон не равны между собой.(схемы рис.63,65,66,67,68,72,73,65,табл 2,все на стр 49-55)

11. Низкоскоростное кодирование речи.( Параметры речевого сигнала, спектральный состав речевого сигнала, модель голосового.....) Параметры речевого сигнала Можно указать два направления кодирования речи: кодирова­ние формы сигнала (waveform coding) и кодирование источника сигна­ла (source coding). Первое подразумевает использование АЦП типа ИКМ, ДИКМ, ДМ и их разновидностей. Второе направле­ние отождествляется с вокодерными системами. Применение метода линейного предсказания в значительной мере стирает границу между указанными направлениями. Тракт передачи речи в цифровой форме (рис. 13.1)содер­жит микрофон, АЦП, кодер речи, кодер канала, модулятор. АЦП пре­образует в цифровую форму сигнал с выхода микрофона, и вся после­дующая обработка и передача сигнала речи производятся в цифровой форме, вплоть до обратного цифроаналогового преобразования (ЦАП). Для алгоритмов АЦП, рассмотренных выше, требуется значитель­но большая полоса передачи ?Fц, чем полоса преобразуемых аналого­вых сигналов ?Fа. При ИКМ преобразовании речевых сигналов цифровой поток имеет скорость 56...64 кбит/с. Первый широко приме­няемый стандарт цифрового преобразования сигнала речи (СР) был сформулирован в Рекомендации G.721. В ней определены параметры кодера АДИКМ со скоростью 32 кбит/с. Для сигнала речи (СР) с полосой 7 кГц (AM радиовещание) была разработана Рекомендация G.722, в соответствии с которой применяется АДИКМ с fД = 16 кГц. В результате СР можно описать меньшим числом разрядов, чей при ИКМ. При 4-разрядном кодировании скорость цифрового потока 16х103х4 = 64 кбит. Методы разностного квантования позволяют снизить скорость в 2...3 раза, однако в любом случае ?Fц >> ?Fa. С другой стороны, нижняя оценка информативности речевого источника лежит в диапа­зоне 10...15 бит/с и определяется энтропией печатного текста, кото­рый человек может зачитать но телефону. При этом информация, со­держащаяся в тексте, по низкоскоростному телеграфному каналу мо­жет быть передана даже быстрее. Принципиальная разница между телефонной и телеграфной пере­дачами состоит в том, что в первом случае узнают содержание выска­зывания и распознают собеседника по голосу, а во втором - получают лишь обезличенный текст. Таким образом, информационная произво­дительность источника речи находится в интервале 10...64000 бит/с. Ес­тественно стремление приблизиться к нижней границе даже за счет некоторого обезличивания передаваемой информации. Сигнал речи как процесс, протекающий во времени, характеризу­ется рядом параметров, которые также являются функциями времени. Параметры, описывающие СР, изменяются значительно медленнее, чем процесс в целом. Если по каналу связи передавать не сам СР, а информацию об описывающих его параметрах, то для этого потре­буется канал связи с меньшей пропускной способностью. Именно та­кой подход реализуется в вокодерных системах (Voice Coder). 2. Схема вокодера и особенности ее элементов На основе анализа механизма речевого аппарата электрический СР можно представить как результат воздействия напряжения генератора возбуждения на электрическую резонансную систему. Генератор воз­буждения при передаче вокализованных звуков генерирует последо­вательность импульсов с частотой следования fОТ, определяемой про­износимым звуком. В случае невокализованных звуков генератор возбуждения генерирует шумовой сигнал со спектром, равномерным в полосе звуковых частот. Параметрическое описание СР включает: вид источника возбуждения (тон либо шум), частоту основного тона (для вокализованного сигнала) и параметры резонансной системы. Упрощенная схема традиционной вокодерной системы приведена на рис. 5. В передающей части (анализаторе) оцениваются пара­метры (УО - устройство оценивания), определяется тип сегмента ре­чи - тон или шум (Т-Ш), оценивается период следования и амплитуда основного тона (ОТ). Оценки параметров, амплитуды импульсов и пе­риода ОТ (а при его отсутствии - оценки дисперсии шумового возбу­ждения) после квантования вместе с решением тон-шум кодируются, уплотняются и передаются на приемную сторону. В синтезаторе сиг­нал восстанавливается с помощью цифрового фильтра (ЦФ), парамет­ры или характеристики которого устанавливаются равными принятым оценкам. На вход ЦФ поступает возбуждение либо от генератора тона (ГТ) - это обычно периодическая последовательность импульсов за­данной формы, либо от генератора шума (ГШ) в зависимости от со­стояния ключевой схемы (КЛ). Рис. 5. Упрощенная схема вокодерной системы Одним из наиболее эффективных методов анализа речи, используемых в параметрических вокодерах, является линейное предсказание (ЛП). Важность метода обусловлена высокой точностью получаемых оценок и относительной простотой вычислений. Сущность алгоритма CELP заключается в векторном квантовании последовательности u(n), при котором позиции выборок и их амплитуды в сигнале многоимпульсного возбуждения оптимизируются одновременно. При этом отрезок сигнала возбуждения выбирается из предварительно сформированной кодовой книги, содержащей достаточно большое число реализаций. Выбранная реализация усиливается и подается на вход цепочки фильтров с коэффициентами передачи A-1(Z) и P-1(Z) соответственно. Поиск оптимальных значений g и d(T) синтезатора основного тона, коэффициента усиления и номера элемента кодовой книги осуществляется посредством анализа через синтез. В канал связи передается номер элемента кодовой книги с соответствующим коэффициентом усиления, параметры синтезатора основного тона, а также коэффициенты линейного предсказания, характеризующие состояние голосового тракта. В более совершенных кодерах CELP (рис. 8) сигнал возбуждения u(n) формируется путем сложения масштабированного сигнала из адаптивной кодовой книги (АКК) и масштабированного сигнала из большой фиксированной (алгебраической) кодовой книги (ФКК). Полученный сигнал возбуждения управляет синтезирующим фильтром, который моделирует эффекты голосового тракта. 14Синхронизация в системах передачи, резонансные системы Синхронизация есть процесс установления и поддержания определенных временных соотношений между двумя и более процессами. поэлементная, групповая и цикловая синхронизация — это синхронизация переданного и принятого цифровых сигналов данных, при которой устанавливаются и поддерживаются требуемые фазовые соотношения между значащими моментами переданных и принятых соответственно единичных элементов сигналов, групп единичных элементов этих сигналов и циклов их временного объединения. Формирование элементов кодовых комбинаций при синхронном методе передачи/ Рекомендация G.811 гласит, что относительная нестабильность задающего генератора (ЗГ) в узлах связи должна быть не хуже 1?10-11 за сутки. Допустимое время расхождения по фазе t_?доп=?_доп/200kB, где ?_доп допустимое расхождение по фазе, В – скорость в бодах, К – стабильность. Структурная схема резонансного устройства поэлементной синхронизации Временная диаграмма работы резонансного устройства синхронизации Формирование синхроимпульсов обеспечивается на основе выделения из принятой последовательности элементов сигнала с частотой f=1/?_0 элементов (ЗМ) с помощью высокоизбирательных резонансных контуров с частотой настройки 2f_T=1/?_0/2С помощью узкополосного фильтра (УФ) выделяется гармоническое колебание с частотой 2f_T, которое усиливается и ограничивается усилителем-ограничителем устройства. УФ — колебательный контур. Каждый импульс, действующий на входе контура, вызывает на его выходе затухающее гармоническое колебание с частотой 2f_T. Амплитуда напряжения на выходе контура зависит от частоты следования этих импульсов. Случайные краевые искажения усредняются контуром. Период колебаний в контуре может рассматриваться как случайная величина с математическим ожиданием ?a=??_0  и дисперсией ?=f(?, Q). Прекращение поступления импульсов на входе контура при перерывах вызовет процесс затухания колебаний на его выходе. Если импульсы действуют с интервалами, которые меньше времени затухания колебаний контура, то амплитуда на его выходе растет до установившегося значения. К достоинствам резонансных систем следует отнести простоту реализации, к недостаткам — сильную зависимость точности синхронизации от статистической структуры текста и искажений единичных элементов, нарушение синхронизма при кратковременных перерывах связи. 15Замкнутые устройства синхронизации Структурная схема замкнутого устройства синхронизации В фазовом дискриминаторе ФД осуществляется сравнение по фазе значащих моментов ЗМ принимаемого сигнала с тактовыми импульсами (ТИ), вырабатываемыми ЗГ. При расхождении по фазе вырабатывается управляющий сигнал, меняющий частоту ЗГ. При этом если ТИ появляются позже ЗМ (ЗГ «отстает»), то частота ЗГ увеличивается. Если ТИ появляются раньше ЗМ, то частота ЗГ уменьшается. На фазовый дискриминатор (ФД), содерж. Формирователь фронтов (ФФ), инвертор (1) и И1, И2  (логические схемы) пост-ют два сигнала: информ сигналы в виде ЗМ и тактовые импульсы. Задающий генератор (ЗГ) с помощью преобразователя сигнала, выра-ает серию тактовых импульсов(рис. в). С помощью 1 формируется другая серия (рис. г), сдвинутая на 180° относительно серии b. С помощью двух схем И1 и И2 опр положение ТИ относительно ЗМ. Если колеб ЗГ отстают по фазе от приним сигнала (рис. г), то ТИ пройдут на выход схемы совпадения И1. Если колеб опереж по фазе, то ТИ пройдут на выход схемы И2. УУ реагирует на сигналы с выхода ФД и с помощью реле осущ управл F синхрогенератора. В зависимости от того, «спешит» тактовый генератор или «отстает», с помощью контактов реле к колебат контуру генератора подключается C1 или L. При этом частота генер будет меньше (f_2) либо больше (f_1) номинальной тактовой частоты f_H. В этом случае управление частотой будет непосредственным и ступенчатым. Основной недостаток устройств синхронизации с двухпоз УУ: время передачи сигналов одного вида либо при перерыве связи расхождение по фазе будет расти, так как частота генератора всегда отличается на ?f от номинальной частоты (f_2=f_H-?f;f_1=f_H+?f). В системах синхронизации с трехпозиционным управляющее устройство (УУ) генератор кроме частот f_2 и f_1, вырабатывает среднюю частоту f_0, которая выбирается равной f_H. Это позволяет исключить ложную подстройку частоты во время перерыва связи. Структурная схема устройства синхронизации с косвенным управлением частоты генератора. Структур схема устройства синхр-ции, использующего делитель частоты  переменным коэффициентов деления. Фазовый дискриминатор устр-ва производит сравнение временного положения ЗМ и вырабатываемых ТИ. На выходе появляются два сигнала управления, соответствующие опережению или отставанию тактовых импульсов от ЗМ информационного сигнала. В процессе корректирования фазы возможны только два состояния устройства: первое, когда ТИ приемника смещены вправо относительно ЗМ, т. е. приемник «отстает»; второе, когда ТИ смещены влево относительно поступающих ЗМ, т. е. приемник «спешит». устройство синхронизации с добавлением и вычитанием импульсов на входе частоты Генератор вырабатывает колебание частотой f_ЗГ в 2kд раз больше тактовой частоты Фазовый дискриминатор определяет величину расхождения по фазе ЗМ и ТИ генератора. Если частота генератора приемника больше частоты генератора передатчика, то на входе схемы И1 появится управл сигнал, который запретит прохождение одного импульса от ЗГ, тактовая последовательность на выходе делителя сдвинется в сторону отставания на ?t. Исключение такта происходит с помощью схемы запрета НЕТ. Если приемник «отстает», то сигнал управления появится на выходе схемы И2, что приводит к появлению доп импульса на выходе схемы ИЛИ. В результате тактовая последовательность на выходе делителя сдвинется в сторону опережения на ?t. При пропадании входного сигнала положение тактовой последовательности на выходе делителя обусловлено лишь значением коэффициента деления и стабильностью ЗГ. 18. Уплотнение с кодовым разделением каналов (КРК). При разделении каналов по форме (кодовое разделение каналов – КРК) модулируемые компонентными сигналами канальные сигналы, перекрываясь по времени и занимаемой полосе частот, остаются ортогональными или почти ортогональными за счет их  формы Введем обозначение для = (, , ..., , ..., ). Тогда генерируемые ГКП последовательности можно предста­вить  матрицей Достаточное условие отсутствия переходных помех между каналами предполагает применение в качестве ортогональ­ных последовательностей длиной  l= 2N. Выходы всех модуляторов заведены на схему мажоритарного сло­жения, формирующую групповой сигнал S?=( S1, S2, ..., Sl) в соответ­ствии с правилом: , если в k-м столбце матрицы А0 элементов 1 больше, чем элементов 0; , если имеет место противоположное соотношение. На приеме включены N корреляционных устройств . При отсутствии помех на вход i-го коррелятора подаются групповой  сигнал S?(t) и канальная последовательность с ГКП. Выходной эффект i-го коррелятора пропорционален степени корреля­ции группового сигнала и канальной последовательности :   Решение об используемом символе принимает решающее устройство ():  Таким образом, каждый получатель сообщения принимает символы только от своего источника сообщений за счет процедуры корреляционной обработки S?(t) (кодовое разделение каналов) на приемном конце. (схемы рис.75,76,77 стр 56-57)