C F log 2
(1
Ps Psh
)bit / s
Bu yerda ΔF – o‗tkazish polosasi kengligi (Gs),
Rs – signalning quvvati (VT),
Rsh – shovqinning quvvati (VT).
Signallarning tarqalish muhiti xususiyati maksimal ruxsat etilgan ma‘lumot uzatish tezligini aniqlaydi. Misol uchun, ovoz chastotasi kanali uchun o‗tkazish polosasi 4 kGs ni tashkil etadi, shunda signal/shovqin 48 dB nisbatida 64 Kbit/s da ma‘lumotni uzatish nazariy imkoniyatini beradi.
2 MGs o‗tkazish polosali vitali mis juftlik uchun, 48 dB nisbatidagi signal/shovqinda maksimal tezlik 32 Mbit/s ni tashkil etadi. XTI ma‘lumot uzatish protokollari 5.2-jadvalda keltirilgan
5.2-jadval
XTI ma‘lumot uzatish protokollari
|
Standart
|
Tasdiqlan- gan yili
|
Maksimal
tezligi, bit/s
|
Dupleks/ yarimdupleks
|
Kommutatsiya-
langan/ ajratilgan
|
Modulyatsiya turi
| |
V.21
|
1964/1984
|
200/300
|
FDX(FDM)
|
PSTN
|
FSK
| |
V.22
|
1980/1988
|
1200
|
FDX(FDM)
|
PSTN
|
DPSK
| |
V.22 bis
|
1984/1988
|
2400
|
FDX(FDM)
|
PSTN
|
QAM
| |
V.23
|
1964/1988
|
1200
|
HDX
|
PSTN
|
FSK
| |
V.26
|
1968/1984
|
2400
|
HDX
|
Private
|
DPSK
| |
V.26 bis
|
1972/1984
|
2400
|
HDX
|
PSTN
|
DPSK
| |
V.26 ter
|
1984/1988
|
2400
|
FDX(EC)
|
PSTN
|
DPSK
| |
V.27
|
1972/1984
|
4800
|
HDX
|
Private
|
DPSK
| |
V.27 bis
|
1976/1984
|
4800
|
HDX
|
Private
|
DPSK
| |
V.27 ter
|
1976/1984
|
4800
|
HDX
|
PSTN
|
DPSK
| |
V.29
|
1976/1988
|
9600
|
HDX
|
Private
|
QAM
| |
V.32
|
1984/1988
|
9600
|
FDX(EC)
|
PSTN
|
QAM/TCM
| |
V.33
|
1985/1988
|
14400
|
FDX
|
Private
|
TCM
| |
V.17
|
1991
|
14400
|
FDX(EC)
|
PSTN
|
TCM
| |
V.32 bis
|
1991
|
14400
|
FDX(EC)
|
PSTN
|
TCM
| |
V.34
|
1996
|
33600
|
FDX
|
PSTN
|
QAM
| |
V.90
|
1998
|
56700/33600
|
FDX
|
PSTN
|
PCM/QAM
| |
V.92
|
2000
|
56700/48000
|
FDX
|
PSTN
|
PCM
|
Standartlash bo‗yicha tashkilotlar umum qabul qilingan modemlar abreviaturalaridan foydalanadi (5.14-rasm):
DTE (Data Terminal Equipment)- Oxirgi ma‘lumotlar qurilmasi;
DCE (Data Communication Equipment)- modemni bildirishga xizmat qiluvchi ma‘lumotlar kanali qurilmasi.
Telefon kanallari uchun modemlarda uchta turdagi modulyatsiyadan foydalaniladi: chastotali, nisbiy fazali va ko‗pincha ko‗p pozitsiyali amplituda-fazali deb nomlanuvchi kvadratura-amplitudali modulyatsiyadan foydalaniladi.
Chastotali modulyatsiyada "0" va "1" axborot ketma-ketligi qiymati uchun o‗zgarmagan amplitudalarda belgilangan signal chastotalari mos keladi. Chastotali modulyatsiya nihoyatda shovqinbardosh. Biroq chastotali modulyatsiyada telefon kanali chastotali polosasi resursi tejab sarf etilmaydi.
A nuqta
DSE kanali interfeysi
(S1 tutashgan joyi) B nuqta
DTE – DSE interfeysi (S2 tutashgan joyi)
а)
Mainframe (bolshoy kompyuter)
Modem
б)
Kommutatsiyalangan umumiy telefon tarmog‗i (KUFTT)
Uzatish kanali
Modem
Personal kompyuter
5.14-rasm. Ma‘lumot uzatish tizimini na‘munali tuzilishi: a) ma‘lumot uzatish tizimi blok sxemasi;
b) ma‘lumot uzatish tizimini mavjud sxemasi
Shuning uchun bu modulyatsiya ko‗rinishi kichik nisbatdagi signal/shovqin munosabatga ega kanaldagi aloqani amalga oshirishga yo‗l qo‗yuvchi past tezlikdagi protokollarda foydalaniladi.
Nisbiy fazali modulyatsiyada (NFM, DPSK – Differential Phase Shift Keying) axborot elementi qiymatiga qarab o‗zgarmagan amplituda, chastotada faqat signalning fazasi o‗zgaradi va har bir axborot biti uchun mos ravishda absolyut faza qiymati emas, balki oldingi qiymatga nisbatan uning o‗zgarishi qo‗yiladi. Odatda har biri ikki bit chiquvchi ikkilik ketma-ketlik axborotiga ega bo‗lgan to‗rtta signalni uzatishga asoslangan to‗rt fazali NFM (NFM-4) yoki ikki karrali NFM (INFM) qo‗llaniladi. Yuqori tezlikdagi ma‘lumotni uzatish uchun NFM qo‗llanilmaydi.
Kvadratura-amplituda modulyatsiyada (KAM, QAM – Quadrature Amplitude Modulation) kodlangan bitlar sonini oshirishga yo‗l qo‗yuvchi signalning fazasi, hamda amplitudasi o‗zgaradi, bunda shovqinbardoshligi ham sezilarli darajada oshadi. Hozirgi vaqtda 8...9 ni tashkil etishi mumkin bo‗lgan axborot bitlari soni bitta bodli intervalda ko‗llanuvchi, lekin signal fazosida signal pozitsiyalari soni 256...512 ni tashkil etuvchi modulyatsiya usullari qo‗llaniladi.
Trellis-modulyatsiyasi. Zamonaviy yuqori tezlikdagi protokollarda KAM panjarali kodlash bilan birga foydalaniladi. Natijada trellis- modulyatsiya (TSM – Trellis Coded Modulation) deb nomlanuvchi modulyatsiyaning yangi usuli paydo bo‗ldi. Belgilangan ravishda tanlangan aniq KAMning kombinatsiyasi va shovqinbardosh kodida signal-kodli konstruksiya (SKK) nomini olib yuradi. SKK signal/shovqin nisbatini 3 – 6 dB ga talabni tushirgan holda, axborot uzatish shovqin himoyasini kanalda oshirib bera oladi. Bunda signalli nuqtalar soni axborot bitlariga yana, O‗K yo‗li bilan hosil bo‗lgan bitta ortiqcha bit qo‗shilishi hisobiga ikki martaga oshadi. Bu usul bilan kengaygan bitlar bloki KAM ga duchor bo‗ladi. Demodulyatsiya protsessida Viterbi algoritmi bo‗yicha kelgan signalni dekodlash amalga oshadi.
Kirishdagi har ikki axborot biti uchun koder FM-8 modulyatoriga kelib tushuvchi o‗z chiqishida uch simvollik ikkilik bloklarini joylaydi.
Ichki va tashqi nisbiy kodlash mavjud. Ichki kodlashda nisbiy koder shovqinbardosh koderning chiqishida joylashgan va qabul qilish tomonida nisbiy dekoder shovqinbardosh dekoderning kirishida yoqilgan (5.15.a - rasm). Bu holatda shovqinbardosh koder guruhlanuvchi xatolar bilan kurasha olishi kerak.
Tashqi nisbiy kodlash holatlar qatorida manfaatli hisoblanadi, chunki xatolar ko‗payishi manbaasi – nisbiy dekoder – shovqinbardosh dekoderning chiqishida o‗rnatilgan (5.15 b-rasm).
|
Shovqinbardos Nisbiy koder h koder
|
Modulyator
|
|
|
|
|
а)
Nisbiy koder Shovqinbardos
h koder
|
Modulyator
|
|
|
|
|
б)
5.15-rasm. Nisbiy koderning ichki (a) va tashqi (b) yoqilish sxemasi
xDSL keng polosali ulanish. DSL texnologiyasi oxirgi foydalanuvchilarga yuqori tezlikdagi axborot potoklarini yetkazib berish muammosini yechuvchi keng tarqalgan texnologiyalardan biridir.
Yuqori tezlikdagi ma‘lumotlarni uzatish texnologiyasining yetarli miqdori mavjud bo‗lib, umumiy nom xDSL ostida umumlashtirilgan (Digital Subscriber Line yoki raqamli abonent liniyasi), bu yerda x - DSL yuqori tezlikdagi raqamli abonent liniyasi aniq turini aks ettiradi).
DSL variantlari, tezliklari, fizik muhitdan foydalanish usuli va imkoniyat diapazoni orqali farqlanadi.
xDSL texnologiyasida chastotadan foydalanuvchi polosa megagers diapazonga qadar kengaytirilgan. Chastota polosasidan effektiv foydalanishga 2B1Q, SAR va DMT modulyatsiya usullarini qo‗llash orqali erishiladi.
xDSL umumlashtirilgan nom aniq texnologiyalarning katta sonini o‗z ichiga oladi: DSL, HDSL, SDSL,ADSL, VDSL, G.Lite.
Ushbu texnologiyada ishlashi mumkin bo‗lgan apparaturaning tipik maksimal uzunligi 7,5 kmni tashkil etadi.
ADSL ning asosiy ustunligi shundan iboratki, uning uchun mavjud telefon kabelidan foydalaniladi.
Harakatdagi telefon liniyalar ohirida chastotali bo‗luvchilar o‗rnatiladi (ingliz variantida – splitterlar) – bitta ATS da va bitta abonentda.
Splitterning vazifasi turli chastota diapazonida signallarni yetkazishdan iborat. Bunda telefon apparatga 4 kGs chastotagacha va modemga qolganlari yo‗naltiriladi.
Chastotali bo‗luvchi elektron qurilmadir, tarkibida yuqori chastota va past chastota filtrlariga ega. Splitterning asosiy vazifasi ovoz kanalini ajratish va modemni telefon qurilmasi hosil qiluvchi shovqindan himoyalashdan iborat.
Abonent bo‗luvchiga oddiy analog telefon va ADSL modem ulanadi. Bunda modemning ishlashi telefon aloqasidan foydalanishga umuman xalaqit bermaydi. ADSL liniyasi telefon kabelining o‗ram juftligi oxirlariga ulangan ikkita ADSL modemni bog‗laydi.
Bunda uchta axborot kanali tashkil etiladi - «pasayuvchi " ma‘lumot uzatish oqimi, «ko‗tariluvchi" ma‘lumot uzatish oqimi va oddiy telefon aloqa kanali. 5.16-rasmda ADSL chastota polosasi taqsimoti keltirilgan.
f, кГц
A(f)
от абонента
(вверх)
0 4 140
Abonentga
1100
ТЧ
ТCH
Abonentdan
(ko‗tariluvchi)
(pasayuvchi)
к абоненту
(вниз)
5.16-rasm. ADSL chastota polosasi taqsimoti
Abonent so‗rov yuborganligi sababli, abonentdan o‗tkazish polosasi tordir.
Shu vaqtda abonentga kengroq o‗tkazish polosasi zarur, chunki saxifalarni yuklash yetarlicha katta hajmdagi axborotni hisobga oladi.
xDSL qurilmasining asosini mis kabeli orqali uzatish uchun raqamli oqimning modulyatsiya usuli tashkil etadi. xDSL texnologiyasi bir nechta chiziqli kodlash texnologiyalaridan foydalanishni ko‗zda tutadi - 2V1Q (2 binary, 1 quartenary), CAP (Carrierless Amplitude and Phase Modulation), DMT (Discrete Multi-tone) va TC-PAM. Barcha texnologiyalar uzatilgan va qabul qilingan signallarni signalli protsessor orqali raqamli qayta ishlashga asoslangan va umumiy prinsiplar qatoriga ega. xDSL tizimini har bir liniya parametri bo‗yicha sozlash avtomatik tarzda amalga oshadi. Qurilma har bir kabel parametri bo‗yicha dinamik adapsiyalanadi, shuning uchun uni o‗rnatish yoki u joydan bu joyga qurilmani ko‗chirishda qo‗lda bajariladigan sozlash yoki regulirovkalash talab etilmaydi.
CAP texnologiyasi. Katta uzunlikdagi abonent va bog‗lovchi liniyalar mavjud davlatlarda va pastroq sifatdagi kabellar uchun katta talab bilan CAP (Carrierless Amplitude and Phase Modulation) — tashuvchini uzatishsiz amplituda-fazali modulyatsiya texnologiyasiga asoslangan HDSL tizimidan foydalaniladi. Texnologiyani ishlab chiqaruvchisi - Globe Span kompaniyasi — ko‗p tashqi xalaqitlarga ta‘sirchan bo‗lmagan chiziqli kodlash uchun tor polosali texnologiyani yaratishni o‗zi uchun maqsad qilib olgan.
CAP (WATSON3, WATSON4)
2B1Q (WATSON2)
SAR modulyatsiyasi afzalliklarini illustrasiyasi uchun 5.17-rasmda HDB3 kodi bilan signal spektrlari keltirilgan, 2B1Q va SAR.
HDB3 (ИКМ30)
Частота, кГц
Мощность сигнала
Signal quvvati
100 200 300 400 500 1000 1500 1700 2048
Chastota, kGs
5.17-rasm. HDB3, 2B1Q, CAP signallar spektrlari
Spektrlarning qiyosiy taxlilidan SAR modulyatsiyasiga asoslangan HDSL tizimining afzalliklari ko‗rinib turipti.
DMT Texnologiyasi. Oxirgi vaqtlarda ko‗pincha DMT (Discrete Multi Tone) modulyatsiyasi qo‗llanilyapti. U standartizatsiya bo‗yicha Amerika milliy instituti standartlarida ANSI T'1.413 i ITU-T G.922.2 tavsiflangan. Agar SAR modulyatsiyada bitta tashuvchi chastotadan foydalanilsa, unda DMT da birdaniga 4 kGs qadamdagi 256 ta tashuvchi shakllanadi.
TS-PAM texnologiyasi (TS-RAM Trellis Coded Pulse Amplitude Modulation - trellis kodlashga ega impulsli amplituda-faza modulyatsiyasi). Ushbu kodirovka usulining mohiyati darajalar ( kodli holatlar) sonini 4 dan (2V1Q dagi kabi) 16ga oshirish va maxsus xatolar korreksiyasi mexanizmini qo‗llashdan iborat.
Energetik spektrlarni qiyoslash (PSD — Power Spectral-Density) shuni ko‗rsatadiki, G.shdsl qurilmasini bitta kabelda joylash misol uchun, ADSL tizimida, TS-RAM kod orqali chaqirilgan to‗g‗rilashlar, 2V1Q holatiga nisbatan kamroq bo‗ladi. Aniqroq kamayyotgan oqim (tarmoqdan abonentga) to‗rilash umuman bo‗lmaydi, yuqorilaydigan oqimda (abonentdan tarmoqqa) esa to‗g‗rilashlar ahamiyatsiz bo‗ladi. SAR da esa, undagi to‗g‗rilashlar DSL-texnologiyasini boshqa qo‗shni juftliklarda (SARda emas) qo‗llashni amaliy imkonsiz qilib qo‗yadi.
Optik tolali tarmoqlar uchun modemlar. Bu tizimlar boshidan keng polosali bo‗lganliklari uchun ma‘lumotlar uzatish texnologiyasi shunday hisob-kitob ishlab chiqilganki, mavjud tarmoqlarni yuqori tezlikda ma‘lumot uzatish uchun o‗tkazish polosasidan foydalanishga yo‗l qo‗yadi, asosan Internet foydalanuvchilariga ulanishni tashkil etadi.
Optik tolali kabeldan abonent foydalanish tuguniga ulanish, yuqori tezlikdagi Internetga ulanish zarur bo‗lgan potensial foydalanuvchilar soni kabelning o‗tkazish polosasi butunlay to‗lganligida foydalanish manfaatlidir, yoki qachonki, elektrik shovqinlarga bardoshlilik va ma‘lumotlarni ishonchli himoyasi talab etilganda. Abonent maydonida ma‘lumot uzatuvchi tugallangan qurilmalar sifatida optik tolali modemlar, optik va elektrik signalni qayta o‗zgartiruvchi mediakonvertorlardan foydalaniladi.
Optik tolali liniya uchun o‗tkazish polosasi tola ishlab chiqarish texnologiyasi, materialning sifati, ishlash rejimi (bir modali, ko‗p modali), kirituvchi va uzatuvchi qurilmalarda aniqlanadi.
Ko‗p modali rejimda optik tolaning o‗tkazish polosasi yuzlab MGs dan 500 MGs gacha yetib boradi.
Bir modali rejim uchun o‗tkazish polosasi ko‗p modaliga nisbatan ikki marta kengroq.
Zamonaviy modem qurilmasining ko„rsatkichlarini hisoblash.
Modemlarda uch xil turdagi ko‗rsatkichlar mavjud:
texnik vazifa sifatida beriluvchi ko‗rsatkichlar;
standartga mos keluvchi ko‗rsatkichlar;
hisoblashi zarur bo‗lgan ko‗rsatkichlar.
Misol. Axborot xajmi, axborotni uzatish vaqti, aloqa kanalining turi,
kanalning qoldiq so‗nishi, fluktuatsion xalaqit kuchlanishining effektiv qiymati berilgan:
axborot xajmi: In = 760 kbit;
axborotni uzatish vaqti: Ts = 3 min;
aloqa kanalining turi: TCh kanal;
kanalning qoldiq so‗nishi: aqol= 10dB;
fluktuatsion xalaqit kuchlanishining 3,1 kGs oraliqdagi effektiv qiymati: Ixef = 1,2 mv.
Topish kerak:
Axborotni uzatish tezligini?
Birlik elemenlarning uzunligini?
Talab etilgan o‗tkazish oralig‗i kengligini?
Birlik elementlarni xato qabul qilish ehtimolligi bo‗lsa qo‗yidagi ko‗rsatkichlarni hisoblang?
Axborotni uzatish tezligi
V=(In+Ib)/Tc
Bu yerda In – axborot xajmi, Ib - yordamchi belgilar soni bo‗lib u qo‗yidagicha aniqlanadi: Ib = In(5-10%).
Ib = In(8%) ga teng deb olib axborotni uzatish tezligini hisoblaymiz.
V=1,08*In/Ts V=1,08*760/360 = 4560 bit/s
Tezliklar qatoridan V=4800 bit/s standart tezligini tanlaymiz.
V.27 va V.27 bis tavsiyasiga muvofiq ishlaydigan modemlarni tanlaymiz, chunki ushbu tavsiyaga muvofiq ishlaydigan modemlarda axborotni uzatishning maksimal tezligi 4800 bit/s.
Birlik elemenlarning uzunligini
o= 1
В
bu yerda V – modulyatsiya tezligi. V.27 bis tavsiyasiga muvofiq ishlaydigan modemlarda modulyatsiya tezligining qiymati 1600 Bodga teng.
= 1 =
В
1 = 625 mks.
1600
4. Talab etilgan o‗tkazish oralig‗i kengligini hisoblash:
Fo‗o=1,42*B, Gs
Fo‗o=1,42*1600 = 2272 Gs ≈ 2300 Gs
Modulyatsiya tezligi va kanal turi asosida modemning birlik elementlarni xato qabul qilish ehtimolligi:
Po - uzatish usuliga bog‗liq. Filtr elementlar parametrlari vaqt va harorat nostabilligini nazarda tutgan holda, birlik elementlarni xato qabul qilish ehtimolligini elementlar bo‗yicha xatolik koeffitsientidan yuqori bo‗lmasligi lozim, ya‘ni uchkarrali nisbiy faza modulyatsiya (V=4800 bit.s) bilan diskret kanal standartiga muvofiq 1*10-4ga teng.
Modemning qabul qilish qismi kirishidagi minimal ruxsat etilgan signal darajasi:
Po=0,67 (1- (q* )) [Kramp jadvali]
Shu jadvaldan R=1*10-4 bo‗lganda:
1*10-4 = 0,67 (1- (q* ))
(q*
) = 0,9998 B
Kramp funksiyasi qiymatlar jadvalidan q=7,06 topamiz.
Polosali filtr chiqishidagi xalaqitning effektiv qiymati:
Ixefchiq=
Bu yerda Ixefchiq - 3,1 KGs oraliqda fluktatsion xalaqit kuchlanishi effektiv qiymati.
Qabul polosa filtri chiqishidagi xalaqit effektiv kuchlanishni topamiz:
Ixefchiq
= =
Kanal chiqishidagi signal effektiv kuchlanishining minimal qiymati (qabullagich kirishida):
Isef q* Ixefchiq, mV
Isef =7,06*1,03 = 7,42 mV
Kanal chiqishidagi signalning minimal ruxsat etilgan darajasi:
Rschiq=20 lg ( Isef
775
), dB
Rschiq=10 lg( Isef
775
) = 20 lg( 7,42 ) = -40,4 dB
775
Kanal kirishidagi (uzatkich chiqishdagi) signalning minimal darajasi:
Rskir = Rschiq+Aqol dB.
Bu yerda Aqol - qoldiq so‗nish.
Kanal so‗nishini nazarda tutgan holda uzatkich chiqishidagi signalning minimal darajasi:
Rskir - 40+10 = -30,4 dB.
Shunday qilib, Rskir< Rschiq sharti bajarildi.
Nazorat savollari:
Diskret modulyatsiya deb qanday modulyatsiyaga aytiladi?
Amplitudasi, chastotasi va fazasi 110010 ketma-ketligi bilan manipulyatsiyalangan signallar vaqt diagrammalarini chizing?
Nisbiy FM signali oddiy FM signaldan qanday farqlanadi va shakllantiriladi?
Analog signallarni raqamliga o‗zgartirish jarayonini vaqt diagrammalari yordamida tushuntiring?
Raqamli mobil aloqa va televidenieda foydalaniladigan modulyatsiya turlarini sanab o‗ting va ularni bir-biri bilan taqqoslang?
Raqamli televidenieda foydalaniladigan COFDM signal haqida ma‘lumot bering va 2K, 8K turlarini o‗zaro taqqoslang?
Modem bajaradigan vazifasi nimadan iborat?
Qo‗llanish sohasi bo‗yicha modemlar qanday guruhlarga bo‗linadi?
Modemlar tuzilishi bo‗yicha qanday turlarga bo‗linadi?
DSL - raqamli abonent liniyalarining qanday turlari mavjud?
ATAMALAR VA TA‟RIFLAR RO„YHATI
|
