(+ -Уитакера-Шеннона)
Если аналоговый сигнал x(t) имеет спектр, ограниченный частотой Fmax, то он может быть однозначно и без потерь восстановлен по своим дискретным отсчётам, взятым с частотой:
fдискр> 2*Fmax, где Fmax — верхняя частота в спектре
Такая трактовка рассматривает идеальный случай, когда сигнал начался бесконечно давно и никогда не закончится, а также не имеет во временной характеристике точек разрыва. Именно это подразумевает понятие "спектр, ограниченный частотой Fmax". Разумеется, реальные сигналы (например, звук на цифровом носителе) не обладают такими свойствами, так как они конечны по времени и, обычно, имеют во временной характеристике разрывы. Соответственно, их спектр бесконечен. В таком случае полное восстановление сигнала невозможно
Модуля́ция— процесс изменения одного или нескольких параметров высокочастотного несущего колебания по закону низкочастотного информационного сигнала (сообщения).
Электромагнитные волны приобретают способность переносить информацию в том случае, если они промодулированы.
Устройство, которое выполняет функции модуляции несущей синусоиды на передающей стороне и демодуляции на приемной стороне, носит название модем (модулятор -демодулятор).
Аналоговая модуляция является таким способом физического кодирования, при котором информация кодируется изменением амплитуды, частоты или фазы синусоидального сигнала несущей частоты. Основные способы аналоговой модуляции показаны на рисунке ниже.
Модуляция сигнала - процесс изменения одного сигнала в соответствии с формой другого сигнала.
Модуляция осуществляется для передачи данных с помощью электромагнитного излучения. Обычно, модификации подвергается синусоидальный сигнал (несущая).
Одной из основных тенденций развития сетевых технологий является передача в одной сети как дискретных, так и аналоговых по своей природе данных. Источниками дискретных данных являются компьютеры и другие вычислительные устройства, а источниками аналоговых данных являются такие устройства, как телефоны, видеокамеры, звуко- и видеовоспроизводящая аппаратура. На ранних этапах решения этой проблемы в территориальных сетях все типы данных передавались в аналоговой форме, при этом дискретные по своему характеру компьютерные данные преобразовывались в аналоговую форму с помощью модемов. Дискретные способы модуляции основаны на дискретизации непрерывных процессов как по амплитуде, так и по времени.
Дискретизация или формирование выборки сигнала - это измерение уровня аналогового сигнала в определённые временные интервалы. Типичные частоты дискретизации – 32, 44, 48 кГц (или половины от них).
Точность описания аналогового сигнала в терминах "цифра", находится в зависимости от того, как часто происходит выборка сигнала. Последнее детерменируется частотой формирования выборки сигнала. Теорема Котельникова гласит, что для передачи сигнала с ограниченным спектром без искажений необходимо производить определение уровня сигнала с частотой, равной двум частотам наивысшей гармоники аналогового сигнала.
Узел доступа реализуется на оборудовании, и выполняющим функции концентратора, мультиплексора или базовой станции беспроводной сети. Узел доступа осуществляет лишь концентрацию инф потоков всех видов источников, находящихся на обслуживаемой территории.
Сегмент транспортного доступа – групповые тракты передачи информации м/д узлом доступа и узлами предоставления услуг базовых сетей, переносящих потоки информации м/д пользователями обслуживаемой зоны и базовыми сетями.
Узел предоставления услуг – первое сетевое устройство, обрабатывающее вызов. Функции узла предоставления услуг может выполнять узел ATM, узел доступа к Интернет, сервер и т.д.
Транспортная сеть связи (backhaul) — это совокупность всех ресурсов, выполняющих функции транспортирования в телекоммуникационных сетях. Она включает не только системы передачи, но и относящиеся к ним средства контроля, оперативного переключения, резервирования, управления.
Транспортирование – процесс переноса инф между различными пунктами
На сегодняшний день, переход к полностью основанным на IP сетям видится в отрасли как необходимый путь развития.
Транспортная сеть реализуется на базе первичной сети.
Первичная сеть (TransmissionNetwork)- физическая сеть, на базе которой реализовывается вторичная логические сети.
Цифровая первичная сеть – совокупность типовых физических цепей, типовых каналов передачи и сетевых трактов системы эл связи, образованные на базе сетевых узлов, сетевых станций, оконечных устройств первичной сети и соединяющих их линий передачи системы эл связи. Современные первичные сети строятся на основе технологии цифровой передачи, используя в качестве среды передачи электрические и оптические кабели и радиоэфир. Обычно каналы первичной цепи приходятся на узлы связи и оканчиваются в ЛАЦ (линейно-аппаратных цех), откуда кроссируются для использования во вторичных сетях. Можно сказать, что первичная сеть представляет собой банк каналов, который затем использует вторичные сети. Существенно, что для всех вторичных сетей этот банк един => требование : соответствие первичной сети стандартам.
Вторичная сеть – совокупность коммутационных узлов и станций оконечного оборудования и каналов, организованных на базе ресурсов первичной цепи.
Сетевой интеллект (Network intelligence) – это программное обеспечение, предназначенное для:
- управления сетевыми функциями сервисных узлов
- коммутации услуг
- контроля предоставляемых услуг
- управления услугами
- создания услуг
- управления дополнительными сервисами (оставление голосовых сообщений, приём многочастотных сигналов от пользователей в цифровом виде и т.д.)
5 уровней сетевого управления:
1) Уровень сетевых элементов (сетевой элемент (NE) – любое сетевое оборудование
На этом уровне производится:
- контроль NE
- отображение параметров работы элементов
- тестирование
- конфигурирование
- аварийное управление
- дублирование
- транспортирование информации
- эксплуатация ПО и оборудования
2) Уровень управления элементами (группами элементов)
На этом уровне производится:
- контроль NE
- отображение параметров их работы
- тестирование
- конфигурирование, применительно к отдельным элементам сети или к некоторому их сочетанию
- аварийное управление
- дублирование
- транспортирование информации
- эксплуатация ПО и оборудования
3) Уровень управления сетью
На этом уровне производятся операции изменения конфигурации и параметров сети, исходя из решений, принятых на следующем уровне, а также исходя из анализа сообщений, поступающих от объектов наблюдения с нижнего уровня.
4) Уровень управления обслуживанием
На этом уровне производится:
- решения по предоставлению и прекращении предоставления услуг
- планирование и учёт
- описание функций для управления качеством обслуживания
(Основная задача – обеспечение качества обслуживания)
5) Уровень административного управления
На этом уровне:
- обеспечивается функционирование сетевых операторов
- решаются организационные и финансовые вопросы
- анализируются тенденции качество результатов
- производится взаимодействие с другими операторами
- устанавливаются стратегические цели развития (контракты с внешними операторами и государственными органами)
Все функции, связанные с управлением, можно разбить на общие и прикладные. Общие функции обеспечивают поддержку прикладных и включают в себя, например, передачу информации между элементами сети связи и системы управления, хранение информации, ее отображение, сортировку, поиск и т. п.
Прикладные функции делятся на пять категорий:
- управление конфигурацией (установка и изменение физических соединений м/д сетевыми элементами. Система управления конфигурацией включает набор распределенных баз данных, содержащих сведения о пространственном размещении узлов коммутации и систем передачи)
- управление качеством работы (контроль и поддержка на требуемом уровне основных характеристик сети. Эти функции предполагают сбор, обработку, регистрацию, хранение и отображение статистических данных о работе сети и ее элементов, выявления тенденций в их поведении и предупреждение возможных нарушений в работе)
- управление устранением неисправностей (обеспечивает обнаружение и определение местоположения неисправностей в сети, их регистрации, доведения соответствующей информации)
- управление расчетами (контролирует степень использования сетевых ресурсов и поддерживает функцию начисления платы за их использование;
система управления тарификацией:
осуществляет непрерывный сбор и обработку информации о предоставленных телекоммуникациях и услугах
формирует исходные сведения, необходимые для выполнения расчетов с потребителями и взаимодействиями с операторами связи
аккумулирует данные о предоставляемых услугах и записывает их в распределенную БД)
- управление безопасностью сети (необходим для защиты от несанкционированного доступа.
Начало технологии PDH было положено разработкой мультиплексора Т-1, который позволял в цифровом виде мультиплексировать, передавать и коммутировать (на постоянной основе) голосовой трафик 24 абонентов. Так как абоненты по-прежнему пользовались обычными телефонными аппаратами, то есть передача голоса шла в аналоговой форме, то мультиплексоры Т-1 сами осуществляли оцифровывание голоса с частотой 8000 Гц и кодировали голос методом импульсно-кодовой модуляции. В результате каждый абонентский канал образовывал цифровой поток данных 64 Кбит/с, а мультиплексор Т-1 обеспечивал передачу 1,544 Мбит/с.
В качестве средств мультиплексирования при соединении крупных телефонных станций каналы Т-1 были слишком медленны и негибки, поэтому была реализована идея образования каналов с иерархией скоростей. Четыре канала типа Т-1 объединили в канал следующего уровня цифровой иерархии — Т-2, передающий данные со скоростью 6,312 Мбит/с. Канал Т-3, образованный путем объединения семи каналов Т-2, имеет скорость 44,736 Мбит/с. Канал Т-4 объединяет 6 каналов Т-3, в результате его скорость равна 274 Мбит/с. Описанная технология получила название системы Т-каналов.
С середины 70-х годов выделенные каналы, построенные на основе систем Т-каналов, стали сдаваться телефонными компаниями в аренду на коммерческих условиях, переставбыть внутренней технологией этих компаний. Системы Т-каналов позволяют передавать не только голос, но и любые данные, представленные в цифровой форме: компьютерные данные, телевизионное изображение, факсы и т. п.
Технология систем Т-каналов была стандартизована Американским национальным институтом стандартов (ANSI), а позже — международной организацией ITU-T. При стандартизации она получила название плезиохронной цифровой иерархии (PDH). В результате внесенных ITU-T изменений возникла несовместимость американской и международной версий стандарта PDH. Аналогом систем Т-каналов в международном стандарте являются каналы типа Е-1, Е-2 и Е-3 с отличающимися скоростями — соответственно 2,048 Мбит/с, 8,488 Мбит/с и 34,368 Мбит/с. Американская версия сегодня помимо США распространена также в Канаде и Японии (с некоторыми различиями), в Европе же применяется международный стандарт ITU-T.
Несмотря на различия, в американской и международной версиях технологии цифровой иерархии принято использовать одни и те же обозначения для иерархии скоростей — DSn (Digital Signal п). В табл. 1 приводятся значения для всех введенных стандартами уровней скоростей обеих технологий.