лосы.
В результате неравномерности затухания сигналы данных
искажаются. Это может быть исправлено путем соответствующей ком-
пенсирующей реакции усиления приемника, например за счет исполь-
зования эквалайзера, который настраивается так, чтобы в итоге
реакция линии была близка к линейной (рис.2.5.). Альтернативно,
если характеристика цепи известна заранее, передаваемые данные
могут быть предъискажены таким образом, чтобы на входе приемника
присутствовала верная форма волны (предъискажение сигнала).
ИСКАЖЕНИЕ ГРУППОВОЙ ЗАДЕРЖКИ
(GROUP DELAY DISTORTION)
Групповая задержка связана с тем фактом, что не все частоты
проходят линию с одинаковой скоростью. Человеческое ухо не чувс-
твительно к этой форме искажений, но они сильно влияют на сигналы
данных. В главе 1 мы видели, что прямоугольная волна содержит
очень высокочастотные компоненты; задержка этих частотных компо-
нент на различную величину вызывает размазывание концов прямоу-
гольной волны, как это показано на рис.2.6. Размытые концы растя-
гиваются на 500-1000 микросекунд. Это наиболее вредно для высоких
скоростей передачи данных, когда флуктуации становятся длиннее,
чем сам импульс.
Групповая задержка _ это не тоже самое, что задержка рас-
пространения (PROPAGATION DELAY), которая представляет из себя
время необходимое сигналу для прохода от передатчика к приемнику.
Групповая задержка отражает только относительную задержку между
различными частотами, которые составляют этот сигнал. Рис.2.7.
показывает типичную кривую групповой задержки.
Искажения групповой задержки в основном вазываются пупинизирован-
ными кабелями и фильтрами FDM. Их можно обойти тем же образом,
как и амплитудные искажения, при помощи эквалайзера, который
имеет характеристику обратную линии передачи.
ШУМ
Белый шум, который слышен, как фон при телефонном соединении,
присущ любой передающей системе и его невозможно полностью уб-
рать. По счастью он обычно имеет довольно малую амплитуду и не
влияет на сигналы данных.
Импульсный шум, то есть присутствие случайных всплесков напря-
жения в линии, вызывает больше проблем и является причиной боль-
шинства ошибок по битам в линиях связи. Электромеханическое ком-
мутационное оборудование, все еще широко используемое на АТС, в
большинстве случаев является причиной этого шума. Импульсный
шум, а следовательно и поток ошибок, обычно достигают максимума
в периоды наибольшей телефонной нагрузки (утро и конец рабочего
дня).
Системы с импульсно-кодовой модуляцией (PCM) (ИКМ системы с
временным уплотнением) дают третий тип шума, шум квантования, ко-
торый является следствием прцесса аналого/цифрового преобразова-
ния.
РАСХОЖДЕНИЕ ЧАСТОТ ( FREQUENCY OFFSET )
Системы частотного уплотнения (FDM), используемые на магист-
ральных сетях, используют модуляцию с одной боковой без несущей.
Это более широко описано в главе 3, но здесь скажем, что демоду-
ляция такого сигнала требует присутствия местного генератора не-
сущей, которая может отличаться от частоты на передаче.
Если есть такая разница в частотах, то информация переносимая
по этому каналу связи будет сдвинута на соответствующую частоту.
К счастью техника передачи данных может переносить сдвиг в час-
тоте, который обычно не превышает несколькых Герц.
ПЕРЕХОДЫ (CROSSTALK)
Переход - это нежелательное взаимодействие между цепями, когда
информация на одной цепи бывает "слышна" на другой цепи. Переходы
случаются на цепях, которые физически находятся рядом. При нор-
мальных условиях переходная помеха едва заметна, однако в особых
условиях, когда, например, чрезмерно повышают мощность передачи,
это может вызвать значительные переходы.
ЭХО
Если дифференциальные системы,используемые на цепях для перехода
с 2-х проводной на 4-х проводную цепь,недостаточно сбалансирова-
ны, они могут вызвать отражение части сигнала и возвращение его
назад по каналу связи. (См. рис.2.8.). Это является причиной
"Эха говорящего", когда человек слышит эхо своего голоса. Если
отраженный сигнал, отразится второй раз на передающем конце,
тогда приемник получит не только первоначальный сигнал, но и его
задерженную копию. Это называют " Эхом слушающего".
Для передачи данных серьезной проблемой является не сколько само
эхо, сколько средства, которые используют в телефонии для борьбы
с ним. Для борьбы с эхом используют эхозаградители, которые регу-
лируют затухание в обратном канале, когда есть полезный сигнал в
прямом канале и наоборот. Это действительно убирает эхо в разго-
ворных цепях, но вместе с тем исключает одновременную, двунаправ-
ленную передачу данных (полный дуплекс).
Современные эхозаградители тем не менее снабжены специальным ме-
ханизмом отключения, который может быть активизирован модемом.
Эхозаградитель остается выключенным до тех пор, пока передаются
данные. Внутри UK не используют эхозаградители, но их широко
используют на международных каналах.
СЛУЧАЙНЫЕ СКАЧКИ
Случайные скачки амплитуды или фазы, замирания (моменталь-
ное пропадание сигнала) и другие кратковременные явления время от
времени имеют место на каналах связи. Они бывают вызваны погодой,
действиями дежурного персонала на сети связи, оборудованием выхо-
дящим из строя или в момент перехода на резерв.
Подобно шуму, расхождению частот и переходным помехам эти
флуктуации должны восприниматься, как характеристики сети связи.
Системы передачи данных должны быть сконструированы так, чтобы
бороться с этим.
Также нужно предпринять усилия для борьбы с другими глав-
ными влияниями - искажением затухания и группового времени. Как
мы говорили ранее, для этого существует устройство,называемое эква-
лайзером.
ЭКВАЛАЙЗЕР
Эквалайзер компенсирует искажения затухания и групповой
задержки. Эквалайзер искажает сигнал таким образом, чтобы ском-
пенсировать искажения, вносимые линией передачи, и в результате
сложения искажений, вносимых эквалайзером и линией, общая харак-
теристика системы становится достаточно линейной по частоте.
Обычно эквалайзер устанавливается в приемнике.
Ранние модели эквалайзеров с ручным управлением использовали на-
бор частотно-селективных цепей для разрезания спектра входного
сигнала на дискретные полосы, каждую из которых можно усиливать
и/или вносить соответствующие задержки.
Сегодня повсеместно используется техника автоматической компенса-
ции на основе трансверсальных (поперечных) линейных фильтров за-
держки. Отметим, что только анализ сигнала по его частотным сос-
тавляющим, является приемлимым; амплитудно-временное представле-
ние также необходимо - и это составляет основу, на которой рабо-
тают эти виды компенсаторов.
Эквалайзер проверяет форму принимаемого импульса путем взятия
отсчетов (стробирования) импульса в различные временные интерва-
лы, сравнивает эту форму с формой неискаженного импульса и произ-
водит корректирование, которое необходимо приложить к искаженному
импульсу для восстановления его первоначальной формы. Эту технику
можно применять к сигналам данных только потому, что эквалайзеру
заранее известна форма неискаженного импульса.
Этот процесс может быть реализован на трансверсальном линейном
фильтре задержки (или его эквивалента на цифровых цепях),
(рис.2.9). Линия задержки запоминает приходящие импульсы и поз-
воляет сделать стробирование на каждом отводе. Сигнал, застроби-
рованный на каждом отводе, может быть изменен относительно цент-
рального отсчета по средствам умножителей на отводах. Чем больше
число отводов, тем более эффективна корректировка.
На практике на вход дают заранее известную последовательность
данных и настраивают коэффициенты умножителей для получения луч-
шего выходного сигнала. Этот процесс инициализации называют
"Трейнингом" (training - обучение).
Эквалайзеры, которые делают это автоматически, могут сначала быть
отрегулированы на меньшую, чем максимальная скорость данных для
достижения приблизительной настройки, а затем "зацепиться" на
более высокой скорости для точной настройки. Как только автомати-
ческий эквалайзер настроился на линию, то последующие периоды
трейнинга, которые, например, следуют за сменой направления пере-
дачи, могут быть достаточно короткими.
Адаптивные эквалайзеры все время подстраиваются вслед за измене-
нием состояния линии на период передачи данных, и они обычно в
состоянии работать при кратковременных прерываниях линии. С не-
адаптивными эквалайзерами в этих случаях приходится прерывать
поток данных и делать повторные трейнинги, если эквалайзеры те-
ряют синхронизацию.
Эквалайзеры просто необходимы при высоких скоростях данных, когда
существует потребность использовать всю доступную полосу теле-
фонного канала.
Автоматические адаптивные эквалайзеры используются при скорости
4800 бит/сек и выше. На скорости 2400 бит/сек, когда работают
через коммутируемый канал АТС, используют компромиссную подстрой-
ку. Компромиссный эквалайзер, известный также как статический,
установлен на компенсацию усредненных характеристик соединения
через АТС. Ниже 2400 бит/сек компенсация не требуется, посколько
передаваемый сигнал занимает лишь часть полосы телефонной цепи и
колебания в искажениях затухания и групповой задержки в этой ог-
раниченной полосе достаточно малы.
ГЛАЗКОВАЯ ДИАГРАММА (EYE PATTERN)
Глазковая диаграмма является средством для оценки качества
сигнала данных. Глазковая диаграмма для 3-х уровневого сигнала
показана на рис.2.10. Это отображение всех возможных переходов
волны данных, наложенных друг на друга. На рис.2.10. представлена
идеальная глазковая диаграмма; на практике колебания в амплитуде
и времени дают менее выраженные "глаза". "Отрытые" глаза указы-
вает на качество цепи.
Аналогичные глазковые диаграммы могут быть воспроизведены для 4 и
8 уровневого сигналов, но достигнуть качества с ростом числа
уровней очень не просто.
Сегодня обычно оценивают качество канала при помощи точечной ди-
аграммы модулированного сигнала.
Рис.2.11. демонстрирует идеальную точечную диаграмму для 8-ми
уровневого фазо-модулированного сигнала; качество цепи оценивают
по положению и яркости точек. Точечная диаграмма фактически яв-
ляется диаграммой сигнал-пространство. В США иногда неверно назы-
вают точечную диаграмму глазковой.
МОНОПОЛИЯ ПОЧТОВОЙ СЛУЖБЫ (PO - POST OFFICE)
Почтовая Служба в Англии имеет монополию на представление
любых связных возможностей, которые не входят полностью в помеще-
ние пользователя. Даже системы домофона (телефон на дверях много-
квартирных домов) входят в эту монополию, однако в этом случае
"Почтовая служба" (PO) выдает лицензии, позволяющие производить
работы другим организациям не относящимся к PO.
Пользователи,которые имеют задачи, не решаемые на телефонной
