Помехи и искажения в процессе передачи

Виды факторов, влияющих на качество связи 2/16

Затухание Потери Искажения Шумы

Затухание

3/16

Децибелы

Затухание 10 log 10 ( P 2 / P 1 )

, дБ

Усиление 10 log 10 ( P 3 / P 2 )

, дБ

P – мощность сигнала

4/16

Искажения

Исходный сигнал Принятый сигнал 5/16 Фазовый сдвиг

Воздействие шумов

6/16

Разновидности шума

•

Атмосферные шумы

• • • Грозовые разряды Ионизированный газ (Solar noise) Высокочастотное радиоизлучение звезд •

Гауссовский «белый» шум

• Термический шум (хаотичное движение свободных электронов) •

Перекрестные помехи (Crosstalk)

• • NEXT FEXT •

Импульсные шумы 7/16

Шумы

•

Эффект

• • искажение передаваемого сигнала затухание •

Отношение сигнал / шум

SNR dB = 10 log 10 S / N S N – средняя мощность сигнала – уровень шума

8/16

BER (Bit Error Rate)

• Вероятность битовой ошибки (искажение одного бита) за некоторый временной интервал •

BER = 10 -5

означает, что в среднем исказится один бит из последовательности 10 5 бит • • •

10 -5 10 -8 10 -12 для телефонных линий для цифровых каналов для волоконно-оптических линий 9/16

Crosstalk

•

NEXT (near-end crosstalk)

• Перекрестные наводки на ближнем конце – интерференция на передающей стороне •

FEXT (far-end crosstalk)

• Перекрестные наводки на дальнем конце – интерференция на принимающей стороне

10/16

11/16

12/16

13/16

Формула Найквиста

С = 2 W log 2 M W M – полоса пропускания, Гц – число уровней дискретного сигнала В 1927 году Найквист определил, что число независимых импульсов, которые могут быть переданы в единицу времени без искажений, ограничено двойной шириной частотного диапазона канала связи

Пример расчета пропускной способности канала ТЧ (3000 Гц)

14/16

Теорема Шеннона-Хартли

Емкость канала C, означающая теоретическую верхнюю границу скорости передачи данных, которые можно передать со средней мощностью сигнала S через аналоговый канал связи, подверженный аддитивному белому гауссовскому шуму мощностью N , равна:

где

C

— емкость канала в битах, с;

B

— полоса пропускания канала, Гц;

S

— полная мощность сигнала над полосой пропускания, измеренной в ваттах или вольтах в квадрате;

N

— полная шумовая мощность над полосой пропускания, измеренной в ваттах или вольтах в квадрате;

S/N

— отношение сигнала к шуму(SNR) сигнала к Гауссовскому шуму, выраженное как отношение мощностей.

Теорема Шеннона-Хартли

Пример расчета для телефонной линии связи:

В = 3300 – 300 Гц = 3000 Гц SNR = 35 дБ, отсюда S/N = 3162 C = 3000 * log 2 (1 + 3162) = 34881 бит/с

15/16

Производительность

Пропускная способность Число бит, передаваемых за одну секунду Скорость передачи и величина задержки 16/16

Задержка = t 2 – t 1 = D/ Vs