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전화 통신의 표준 주파수 대역. 주파수 변조 대역폭, 스펙트럼 및 측대역이란 무엇입니까? 전용 전화선용 모뎀

스테이션은 스위칭 유형에 따라 아날로그와 디지털로 구분됩니다. 말(음성)을 아날로그 전기 신호로 변환하고 이를 전환된 통신 채널(아날로그 전화)을 통해 전송하는 방식을 기반으로 작동하는 전화 통신은 오랫동안 음성 메시지를 멀리서 전송하는 유일한 수단이었습니다. 아날로그 전기 신호(진폭, 주파수 또는 위상)의 매개변수를 샘플링(시간별) 및 양자화(레벨별)하는 기능을 통해 아날로그 신호를 디지털(이산) 신호로 변환하고 소프트웨어 방법을 사용하여 처리할 수 있습니다. 디지털 통신 네트워크를 통해 전송합니다.

PSTN(공중 전화망) 네트워크의 두 가입자 간에 아날로그 음성 신호를 전송하기 위해 소위 표준 음성 주파수(VoF) 채널이 제공되며 대역폭은 3100Hz입니다. 디지털 전화 시스템에서는 아날로그 전기 신호에 대해 샘플링(시간), 양자화(레벨), 인코딩 및 중복 제거(압축) 작업이 수행된 후 생성된 데이터 스트림이 수신 가입자에게 전송되고 목적지에 '도착'하면 역절차를 거칩니다.

음성 신호는 전송되는 네트워크에 따라 적절한 프로토콜을 사용하여 변환됩니다. 현재 음성(음성)을 전달하는 신호를 포함하여 모든 개별(디지털) 신호의 가장 효율적인 전송은 디지털 방식으로 제공됩니다. 전기 네트워크, IP(인터넷 프로토콜), ATM(비동기 전송 모드) 또는 FR(프레임 릴레이)과 같은 패킷 기술을 구현합니다.

디지털 음성 전송의 개념은 1993년 미국 일리노이 대학교에서 시작되었다고 합니다. 1994년 4월 Endeavor 셔틀의 다음 비행 동안 NASA는 다음을 사용하여 이미지와 사운드를 지구로 전송했습니다. 컴퓨터 프로그램. 수신된 신호는 인터넷으로 전송되었고 누구나 우주비행사의 목소리를 들을 수 있었습니다. 1995년 2월, 이스라엘 회사 VocalTec은 Windows를 실행하는 멀티미디어 PC 소유자를 위해 설계된 인터넷 전화 프로그램의 첫 번째 버전을 제공했습니다. 그런 다음 인터넷 전화 서버의 개인 네트워크가 생성되었습니다. 그리고 이미 수천명의 사람들이 다운로드를 했습니다. 인터넷 프로그램 VocalTec 홈페이지에서 전화해서 채팅을 시작했습니다.

당연히 다른 회사들은 서로 다른 반구에 있는 동안 비용을 지불하지 않고도 대화할 수 있는 능력이 제공하는 전망을 매우 빠르게 인식했습니다. 국제전화. 이러한 전망은 눈에 띄지 않을 수 없었으며 이미 1995년에 네트워크를 통한 음성 전송용으로 설계된 수많은 제품이 시장에 출시되었습니다.

오늘날 디지털 전화 서비스 시장에는 ISDN, VoIP, DECT, GSM 등 여러 가지 표준화된 정보 전송 방법이 가장 널리 퍼져 있습니다. 각각의 특징에 대해 간략하게 이야기 해 봅시다.

그렇다면 ISDN은 무엇입니까?

ISDN이라는 약어는 서비스가 통합된 디지털 네트워크인 통합 서비스 디지털 네트워크(Integrated Services Digital Network)를 나타냅니다. 이것은 빠르고 정확한 데이터 전송(음성 포함)을 포함하여 모든 유형의 정보를 전송할 수 있는 능력을 갖춘 현대 세대의 전세계 전화 네트워크입니다. 고품질사용자에서 사용자로.

주요 이점 ISDN 네트워크여러 개의 디지털 또는 아날로그 장치(전화, 모뎀, 팩스 등)를 하나의 네트워크 끝에 연결할 수 있으며 각 장치는 자체 유선 전화 번호를 가질 수 있다는 것입니다.

일반 전화기는 한 쌍의 도체를 사용하여 전화 교환기에 연결됩니다. 이 경우 쌍당 하나만 수행할 수 있습니다. 전화 통화. 동시에 잡음, 간섭, 무선 및 외부 음성이 핸드셋에서 들릴 수 있습니다. 이는 아날로그의 단점입니다. 전화통신, 경로에 있는 모든 장애물을 "수집"합니다. ISDN을 사용하는 경우 가입자를 위해 네트워크 종단이 설치되고 특수 디코더에 의해 디지털 형식으로 변환된 사운드는 특별히 지정된(완전 디지털) 채널을 통해 수신 가입자에게 전송되는 동시에 간섭 없이 최대의 가청도를 보장합니다. 그리고 왜곡.

ISDN의 기본은 데이터 전송 속도가 64kbit/s인 디지털 전화 채널(패킷 교환 데이터 전송 가능성 제공)을 기반으로 구축된 네트워크입니다. ISDN 서비스는 두 가지 표준을 기반으로 합니다.

기본 액세스(BRI(기본 속도 인터페이스)) - B 채널 64kbit/s 2개 및 D 채널 16kbit/s 1개

기본 액세스(PRI(기본 속도 인터페이스)) - B 채널 64kbps 30개 및 D 채널 64kbps 1개

일반적으로 BRI 대역폭은 144Kbps입니다. PRI를 사용하면 전체 디지털 통신 백본(DS1)이 완전히 활용되므로 처리량 2메가비트/초 ISDN이 제공하는 빠른 속도는 고속 데이터 전송, 화면 공유, 화상 회의, 멀티미디어용 대용량 파일 전송, 데스크탑 비디오 전화 통신 및 인터넷 액세스를 포함한 광범위한 현대 통신 서비스에 이상적입니다.

엄밀히 말하면 ISDN 기술은 "컴퓨터 전화 통신"의 종류 중 하나에 지나지 않으며 CTI 전화 통신(컴퓨터 전화 통합)이라고도 합니다.

CTI 솔루션이 등장한 이유 중 하나는 회사 직원에게 기존 기업 전화 교환기에서 지원되지 않는 추가 전화 서비스를 제공해야 하는 요구 사항이 등장했거나 이 교환기 제조업체로부터 솔루션을 구매하고 구현하는 데 드는 비용이었습니다. 달성된 편리함과 비교할 수 없었습니다.

CTI 서비스 적용의 첫 번째 징후는 전자 비서(자동 참석) 시스템과 자동 대화형 음성 인사말(메뉴), 기업 음성 메일, 자동 응답기 및 대화 녹음 시스템이었습니다. 특정 CTI 애플리케이션의 서비스를 추가하기 위해 회사의 기존 전화 교환기에 컴퓨터가 연결되었습니다. 특수 보드가 설치되었습니다 (먼저 ISA 버스에, 그다음에 PCI 버스), 이는 표준 전화 인터페이스를 통해 전화 교환기에 연결됩니다. 소프트웨어특정 환경에서 실행되는 컴퓨터 운영 체제(MS Windows, Linux 또는 Unix) 전문 보드의 프로그램 인터페이스(API)를 통해 전화 교환기와 상호 작용하여 추가 서비스 구현을 보장합니다. 기업 전화. 이와 거의 동시에 표준이 개발되었습니다. 소프트웨어 인터페이스컴퓨터-전화 통합을 위한 – TAPI(Telephony API)

기존 전화 시스템의 경우 CTI 통합은 다음과 같이 수행됩니다. 컴퓨터 보드전화 교환기에 연결되어 전화 신호, 전화선 상태 및 변경 사항을 "프로그램된" 형식(메시지, 이벤트, 변수, 상수)으로 전송(변환)합니다. 전화 구성요소는 전화망을 통해 전송되고, 소프트웨어 구성요소는 데이터 네트워크 또는 IP 네트워크를 통해 전송됩니다.

IP 텔레포니의 통합 프로세스는 어떤 모습입니까?

우선, IP 텔레포니의 출현으로 전화교환기(Private Branch eXchange - PBX)에 대한 인식 자체가 바뀌었다는 점에 주목해야 합니다. IP PBX는 IP 네트워크의 또 다른 네트워크 서비스에 지나지 않으며 대부분의 IP 네트워크 서비스와 마찬가지로 클라이언트-서버 기술의 원칙에 따라 작동합니다. 즉, 서비스와 클라이언트 부분이 있다고 가정합니다. 예를 들어 서비스 이메일 IP 네트워크에는 서비스 부분이 있습니다. 메일 서버클라이언트 부분 - 사용자 프로그램(예: 마이크로소프트 아웃룩). IP 텔레포니 서비스는 유사하게 구성됩니다. 서비스 부분(IP PBX 서버)과 클라이언트 부분(IP 전화(하드웨어 또는 소프트웨어))은 단일 통신 매체인 IP 네트워크를 사용하여 음성을 전송합니다.

이것이 사용자에게 무엇을 제공합니까?

IP 텔레포니의 장점은 분명합니다. 그 중에는 풍부한 기능, 직원 상호 작용을 크게 향상시키는 동시에 시스템 유지 관리를 단순화하는 기능이 있습니다.

또한, 프로토콜 표준화와 글로벌 IP 보급으로 인해 IP 통신은 개방형으로 진화하고 있습니다. IP 텔레포니 시스템의 개방성 원칙 덕분에 제공되는 서비스의 확장이 가능하고 기존 서비스 및 계획된 서비스와의 통합이 가능합니다.

IP 텔레포니를 사용하면 차별화된 접속 권한을 통해 모든 하위 시스템에 대한 단일 중앙 집중식 관리 시스템을 구축하고 현지 인력을 활용하여 지역 부서의 하위 시스템을 운영할 수 있습니다.

IP 통신 시스템의 모듈성, 개방성, 통합 및 구성 요소의 독립성(기존 전화 통신과 달리)은 진정한 내결함성 시스템은 물론 분산된 영역 구조를 갖춘 시스템을 구축할 수 있는 추가 기회를 제공합니다.

무선 시스템 DECT 통신:

무선 접속 표준인 DECT(Digital Enhanced Cordless Telecommunications)는 가장 널리 사용되는 시스템입니다. 이동통신 V 기업 네트워크, 설치가 가장 저렴하고 쉬운 옵션입니다. 정리할 수 있게 해줍니다. 무선 통신이는 "모바일" 사용자(예: 기업 보안 또는 작업장 및 부서 책임자)에게 꼭 필요한 기업 전체 영역에 적용됩니다.

DECT 시스템의 가장 큰 장점은 이러한 전화기를 구입하면 여러 내부 번호에 대한 미니 PBX를 거의 무료로 얻을 수 있다는 것입니다. 사실 일단 구매한 후에는 DECT 베이스에 대한 추가 핸드셋을 구입할 수 있으며 각 핸드셋에는 고유한 내부 번호가 부여됩니다. 어떤 핸드셋에서든 동일한 베이스에 연결된 다른 핸드셋에 쉽게 전화를 걸 수 있고, 수신 통화와 내부 통화를 전환할 수 있으며 일종의 "로밍"을 수행할 수도 있습니다. 즉, 다른 베이스에 핸드셋을 등록하는 것입니다. 이러한 유형의 통신의 수신 반경은 실내 50m, 실외 300m입니다.

공용 네트워크에서 이동 통신을 구성하기 위해 네트워크가 사용됩니다. 셀룰러 통신 GSM 및 CDMA 표준은 영토 효과가 사실상 무제한입니다. 이는 각각 2세대와 3세대 셀룰러 통신의 표준입니다. 차이점은 무엇입니까?

모든 기지국에서 매분마다 셀룰러 네트워크근처에 있는 여러 전화기가 동시에 연락을 시도하고 있습니다. 따라서 스테이션은 "다중 접속", 즉 상호 간섭 없이 여러 전화기를 동시에 작동할 수 있는 기능을 제공해야 합니다.

1세대 셀룰러 시스템(표준 NMT, AMPS, N-AMPS 등)에서 다중 접속은 주파수 방식인 FDMA(Frequency Division Multiple Access)로 구현됩니다. 기지국에는 여러 개의 수신기와 송신기가 있으며 각각은 다음과 같이 작동합니다. 자체 주파수이며 무선 전화는 셀룰러 시스템에서 사용되는 모든 주파수에 맞춰집니다. 특수 서비스 채널을 통해 기지국에 접속하면 전화기는 어떤 주파수를 점유할 수 있는지에 대한 표시를 수신하고 해당 주파수에 맞춰 조정합니다. 이는 특정 전파가 조정되는 방식과 다르지 않습니다.

그러나, 기지국에서 할당할 수 있는 채널의 수는 그리 많지 않은데, 특히 인접한 셀룰러 네트워크 스테이션들이 상호 간섭을 일으키지 않으려면 서로 다른 주파수 세트를 가져야 하기 때문이다. 대부분의 2세대 셀룰러 네트워크는 채널 분할의 시간-주파수 방법인 TDMA(시분할 다중 접속)를 사용하기 시작했습니다. 이러한 시스템(GSM, D-AMPS 등 표준의 네트워크)에서는 서로 다른 주파수도 사용되지만 이러한 각 채널은 전체 통신 시간이 아니라 짧은 시간 동안만 전화기에 할당됩니다. 나머지 동일한 간격은 다른 전화기에서 교대로 사용됩니다. 이러한 시스템(음성 신호 포함)의 유용한 정보는 "압축" 형식과 디지털 형식으로 전송됩니다.

각 주파수 채널을 여러 전화기와 공유하면 더 많은 수의 가입자에게 서비스를 제공할 수 있지만 여전히 주파수가 충분하지 않습니다. 신호의 코드 분할 원리를 바탕으로 구축된 CDMA 기술은 이러한 상황을 크게 개선할 수 있었습니다.

CDMA에 사용되는 코드 분할 방법의 핵심은 모든 전화기와 기지국이 셀룰러 네트워크에 할당된 동일한(동시에 전체) 주파수 범위를 사용한다는 것입니다. 이러한 광대역 신호를 서로 구별하기 위해 각 신호에는 특정 코드 "색상"이 있어 다른 신호와 구별됩니다.

지난 5년 동안 CDMA 기술은 대부분의 무선 장비 공급업체에서 테스트, 표준화, 라이센스 부여 및 출시를 거쳤으며 이미 전 세계에서 사용되고 있습니다. 신호 에너지가 선택된 주파수 또는 시간 간격에 집중되는 네트워크에 대한 가입자 액세스의 다른 방법과 달리 CDMA 신호는 연속적인 시간-주파수 공간에 배포됩니다. 실제로 이 방법은 주파수, 시간, 에너지를 조작합니다.

질문이 생깁니다. 이러한 기능을 갖춘 CDMA 시스템이 AMPS/D-AMPS 및 GSM 네트워크와 "평화롭게" 공존할 수 있습니까?

그들은 할 수 있다는 것이 밝혀졌습니다. 러시아 규제 당국은 폭이 1.23MHz인 2개의 CDMA 무선 채널이 있는 무선 주파수 대역 828~831MHz(신호 수신) 및 873~876MHz(신호 전송)에서 CDMA 네트워크 작동을 허용했습니다. 결과적으로 러시아의 GSM 표준에는 900MHz 이상의 주파수가 할당되므로 CDMA 및 GSM 네트워크의 작동 범위는 어떤 식으로든 겹치지 않습니다.

결론적으로 말하고 싶은 것은:

실습에서 알 수 있듯이 현대 사용자는 광대역 서비스(화상 회의, 고속 데이터 전송)를 점점 더 선호하고 있으며 점점 더 선호하고 있습니다. 모바일 단말기일반 유선. 대기업의 지원자 수가 쉽게 천명을 초과할 수 있다는 사실도 고려하면 강력한 현대 디지털 교환기(PBX)만이 충족할 수 있는 일련의 요구 사항을 얻게 됩니다.

오늘날 시장은 기존 PBX, 데이터 네트워크용 스위치 또는 라우터(ISDN 및 VoIP 기술 포함)의 기능과 무선 기지국의 속성을 모두 갖춘 다양한 제조업체의 다양한 솔루션을 제공합니다.

오늘날 디지털 PBX는 다른 시스템보다 훨씬 더 지정된 기준을 충족합니다. 즉, 광대역 채널 전환, 패킷 전환 기능이 있으며 간단히 통합됩니다. 컴퓨터 시스템(CTI) 및 기업 내에서 무선 마이크로셀 조직을 허용합니다(DECT).

다음 중 어떤 유형의 의사소통이 더 나은가요? 스스로 결정하십시오.

실제 메시지를 표시하는 거의 모든 전기 신호에는 무한한 주파수 스펙트럼이 포함되어 있습니다. 그러한 신호를 왜곡 없이 전송하려면 무한한 대역폭을 가진 채널이 필요합니다. 반면, 수신 중에 적어도 하나의 스펙트럼 성분이 손실되면 신호의 시간적 형태가 왜곡됩니다. 따라서 신호 왜곡이 정보 전송의 요구 사항 및 품질을 충족하는 방식으로 제한된 채널 대역폭에서 신호를 전송하는 것이 임무입니다. 따라서 주파수 대역은 제한된(기술적, 경제적 고려 사항 및 전송 품질 요구 사항에 따라) 신호 스펙트럼입니다.

주파수 대역폭 ΔF는 한계를 고려하여 메시지 스펙트럼의 상위 FB 주파수와 하위 FH 주파수 간의 차이로 결정됩니다. 따라서 직사각형 펄스의 주기적 시퀀스에 대해 신호 대역폭은 대략 다음 식에서 찾을 수 있습니다.

여기서 tn은 펄스 지속 시간입니다.

가입자 신호라고도 하는 기본 전화 신호(음성 메시지)는 80~12,000Hz의 주파수 대역을 갖는 비정상 무작위 프로세스입니다. 음성 명료도는 포먼트(주파수 스펙트럼의 증폭된 영역)에 의해 결정되며, 대부분은 300 ~ 3400Hz 대역에 위치합니다. 따라서 ICITT(International Advisory Committee on Telephony and Telegraphy)의 권고에 따라 효율적으로 전송되는 300 ~ 3400Hz의 주파수 대역이 전화 전송에 채택되었습니다. 이 신호를 음성 주파수(VF) 신호라고 합니다. 동시에 전송된 신호의 품질은 상당히 높습니다. 음절 명료도는 약 90%이고 구문 명료도는 99%입니다.

오디오 방송 신호. 방송 프로그램을 전송할 때 음원은 악기나 사람의 목소리입니다. 범위 소리 신호 20~20000Hz의 주파수 대역을 차지합니다.

충분히 높은 품질(1등급 방송 채널)의 경우 ΔFC 주파수 대역은 50~10000Hz여야 하며 방송 프로그램(최고 등급 채널)의 완벽한 재생을 위해서는 30~15000Hz, 2등급 - 100... 6800Hz.

방송 텔레비전에서는 이미지의 각 요소를 전기 신호로 교대로 변환한 다음 이 신호를 하나의 통신 채널을 통해 전송하는 방법이 채택됩니다. 이 원리를 구현하기 위해 송신측에 특수 음극선관을 사용하여 송신된 물체의 광학 이미지를 시간에 따라 펼쳐지는 전기 비디오 신호로 변환합니다.

그림 2.2.1 - 송신관 설계

예를 들어, 그림 2.2.1은 전송 튜브 옵션 중 하나의 단순화된 버전을 보여줍니다. 고진공 상태의 유리 플라스크 내부에는 반투명 광전 음극(타겟)과 전자 스포트라이트(EP)가 있습니다. 편향 시스템(OS)은 튜브 넥 외부에 배치됩니다. 스포트라이트는 가속 장의 영향을 받아 목표물을 향하는 얇은 전자빔을 생성합니다. 편향 시스템을 사용하여 빔은 왼쪽에서 오른쪽(선을 따라)으로, 위에서 아래로(프레임을 따라) 이동하여 대상의 전체 표면을 따라 이동합니다. 모든 (N) 행의 모음을 래스터라고 합니다. 감광층으로 코팅된 튜브 타겟에 이미지가 투사됩니다. 결과적으로 타겟의 각 기본 섹션은 다음을 획득합니다. 전하. 소위 잠재적 완화가 형성됩니다. 전위 완화의 각 부분(지점)과 상호 작용하는 전자빔은 전위 완화의 전위를 삭제(중화)하는 것처럼 보입니다. 부하 저항 Rн을 통해 흐르는 전류는 전자 빔이 닿는 대상 영역의 조명에 따라 달라지며 비디오 신호 Uc는 부하에서 방출됩니다(그림 2.2.2). 비디오 신호 전압은 전송된 이미지의 가장 어두운 영역에 해당하는 "검정색" 레벨부터 이미지의 가장 밝은 영역에 해당하는 "흰색" 레벨까지 다양합니다.

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2.1.1. 아날로그 전화 네트워크

아날로그 전화망은 대중에게 공중전화 서비스를 제공하기 위해 만들어진 광역 회선 교환망을 말합니다. 아날로그 전화 네트워크는 가입자 간의 대화(음성 전송)가 시작되기 전에 설정된 연결에 중점을 둡니다. 전화망은 자동 전화 교환 스위치를 사용하여 구성(전환)됩니다.

전화 네트워크는 다음으로 구성됩니다.

자동 전화 교환(ATS);
전화기;
간선 통신 회선(자동 전화 교환기 간의 통신 회선);
가입자 회선(전화 세트를 PBX에 연결하는 회선).

가입자에게는 전화기 세트를 PBX에 연결하는 전용선이 있습니다. 간선 통신 회선은 가입자가 차례로 사용합니다.

아날로그 전화 네트워크는 다음과 같은 데이터 전송에도 사용됩니다.

인터넷 연결(전화 접속 및 임대 전화선이 모두 사용됨)과 같은 패킷 교환 네트워크에 대한 액세스 네트워크
패킷 네트워크의 트렁크(주로 전용 전화선이 사용됨)

아날로그 회선교환 전화망은 패킷망에 대한 서비스를 제공한다. 신체적 수준, 전환 후 지점 간 물리적 채널입니다.

일반 전화망 또는 냄비(Plain Old Telephone Service - 기존의 "플랫"전화 서비스)은 최대 3.1kHz의 주파수 범위로 가입자 간의 음성 신호 전송을 보장하며 이는 일반적인 대화에 충분합니다. 가입자와 통신하기 위해 두 가입자의 신호가 대화 중에 반대 방향으로 동시에 이동하는 2선 회선이 사용됩니다.

전화 네트워크는 서로 계층적으로 연결되어 있는 많은 스테이션으로 구성됩니다. 이들 스테이션의 스위치는 신호 시스템이 제공하는 정보의 제어 하에 발신자와 착신 가입자의 전화 교환 사이에 길을 열어줍니다. 전화 교환기 간 간선 통신 회선은 많은 양의 정보를 동시에 전송할 수 있는 기능을 제공해야 합니다(다수의 연결 지원).

각 연결마다 별도의 트렁크 회선을 할당하는 것은 비현실적이며, 물리적 회선을 보다 효율적으로 사용하기 위해 다음이 사용됩니다.

주파수 분할 다중화 방법;
디지털 채널 및 여러 가입자의 디지털 스트림 다중화.

주파수분할다중화(FDM) 방식

이 경우 단일 케이블은 저주파 음성 신호가 고주파 발진기 신호를 변조하는 여러 채널을 전송합니다. 각 채널에는 자체 발진기가 있으며 이러한 발진기의 주파수는 서로 일반적인 분리 수준으로 최대 3.1kHz의 대역폭으로 신호를 전송할 수 있을 만큼 충분히 분리되어 있습니다.

트렁크 전송을 위한 디지털 채널 적용

이를 위해 전화 교환기의 가입자 회선에서 나오는 아날로그 신호가 디지털화되어 수신자의 전화 교환기로 디지털 방식으로 전달됩니다. 그곳에서 다시 변환되어 아날로그 가입자 회선으로 전송됩니다.

전화 교환기에서 양방향 통신을 보장하기 위해 가입자 회선의 각 끝에는 ADC(아날로그-디지털) 및 DAC(디지털-아날로그) 변환기 쌍이 있습니다. 표준 대역폭(3.1kHz)을 사용한 음성 통신의 경우 양자화 주파수는 8kHz입니다. 허용 가능한 동적 범위(최대 신호와 최소 신호의 비율)는 8비트 변환으로 제공됩니다.

전체적으로 각 전화 채널에는 64kbit/s(8비트 x 8kHz)의 데이터 전송 속도가 필요한 것으로 나타났습니다.

신호 전송은 7비트 샘플로 제한되는 경우가 많으며 8번째(LSB) 비트는 신호 전달 목적으로 사용됩니다. 이 경우 순수 음성 스트림은 56kbit/s로 감소됩니다.

간선을 효과적으로 사용하기 위해 전화 교환소에 있는 여러 가입자의 디지털 스트림은 전화 교환기를 서로 연결하는 다양한 용량의 채널로 다중화됩니다. 채널의 다른 쪽 끝에서는 디멀티플렉싱이 수행되어 필요한 스트림을 채널에서 분리합니다.

물론 전화 통신은 양방향이기 때문에 다중화와 역다중화는 양쪽 끝에서 동시에 수행됩니다. 다중화는 시분할(TDM – Time Division Multiplexing)을 사용하여 수행됩니다.

백본 채널에서 정보는 연속적인 프레임 시퀀스로 구성됩니다. 각 프레임의 각 가입자 채널이 할당됩니다. 이 채널의 데이터가 전송되는 시간 간격입니다.

따라서 현대 아날로그 전화선에서는 아날로그 신호가 가입자 회선을 통해 전송되고 디지털 신호는 간선을 통해 전송됩니다.

전화 접속 아날로그 전화선용 모뎀

공중 전화망에서는 음성 전송 외에도 모뎀을 사용하여 디지털 데이터를 전송할 수 있습니다.

모뎀(변조기-복조기)은 전용 및 교환기를 사용하여 장거리로 데이터를 전송하는 데 사용됩니다. 전화선.

변조기는 컴퓨터에서 나오는 이진 정보를 주파수 또는 위상 변조를 통해 아날로그 신호로 변환합니다. 이 신호의 스펙트럼은 일반 음성 전화선의 대역폭에 해당합니다. 복조기는 이 신호에서 인코딩된 이진 정보를 추출하여 수신 컴퓨터로 전송합니다.

팩스 모뎀(fax-modem)을 사용하면 기존 팩스 기기와 호환되는 팩스 이미지를 보내고 받을 수 있습니다.

전용 전화선용 모뎀

임대된 물리적 회선은 교환 회선보다 대역폭이 훨씬 넓습니다. 이를 위해 특수 모뎀이 생산되어 최대 2048kbit/s의 속도와 상당한 거리에 걸쳐 데이터 전송을 제공합니다.

xDSL 기술

xDSL 기술은 일반 전화망의 가입자 회선을 아날로그에서 디지털 xDSL(Digital Subscriber Line)로 변환하는 데 기반을 두고 있습니다. 이 기술의 핵심은 분배기 필터가 가입자 회선의 양쪽 끝, 즉 전화 교환기와 가입자 측에 설치된다는 것입니다.

신호의 저주파(최대 3.5kHz) 구성 요소는 기존 전화 장비(가입자의 PBX 포트 및 전화기 세트)에 공급되고 고주파수(4kHz 이상)는 xDSL 모뎀을 사용한 데이터 전송에 사용됩니다.

xDSL 기술을 사용하면 데이터 전송과 음성 전송(전화 대화) 모두에 동일한 전화선을 동시에 사용할 수 있습니다. 이는 기존 전화 접속 모뎀으로는 불가능합니다.

0.3~3.4kHz의 효과적인 전송 주파수 대역(ETF)에서 전기 통신 신호의 전송을 보장합니다. 전화 통신에서는 KTC라는 약어가 자주 사용됩니다. 오디오 채널은 아날로그 전송 시스템(예: K-24, K-60, K-120)의 정전 용량(밀도) 측정 단위입니다. 동시에 디지털 시스템전송(예: PCM-30, PCM-480, PCM-1920) 커패시턴스 측정 단위는 주요 디지털 채널입니다.

효율적으로 전송되는 주파수 대역- 주파수 대역, 극한 주파수에서의 잔류 감쇠는 주어진 시스템의 최대 통신 범위 특성에서 800Hz 주파수에서의 잔류 감쇠와 1Np 이하로 다릅니다.

EPCH의 폭은 전화 전송의 품질과 전화 채널을 사용하여 다른 유형의 통신을 전송하는 가능성을 결정합니다. 다중 채널 장비의 전화 채널에 대한 국제 표준에 따라 주파수 범위는 300 ~ 3400Hz로 설정됩니다. 이러한 대역을 사용하면 높은 수준의 음성 명료도가 보장되고 사운드가 자연스러우며 전화 채널의 2차 다중화를 위한 좋은 기회가 생성됩니다.

백과사전 유튜브

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✪ 이론: 전파, 변조 및 스펙트럼.

✪ DIY 사운드 생성기 전기 기술자를 위한 도구입니다. 계획 사운드 생성기

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PM 채널 작동 모드

모드의 목적

2 PR. 확인 - 전화 스위치에 환승 연장 장치가 없을 때 개방형 전화 통신용입니다.
2 PR. TR - 개방형 전화 채널의 임시 전송 연결용 및 전화 스위치에 전송 확장기가 있는 경우 터미널 통신용입니다.
4 PR OK - 다중 채널 음성 주파수 전신, 폐쇄 전화 통신, 데이터 전송 등의 네트워크 및 상당한 길이의 연결 회선이 있는 대중 교통 연결에 사용됩니다.
4 PR TR - 장기 대중교통 연결용입니다.

주파수 대역폭 ΔF는 한계를 고려하여 메시지 스펙트럼의 상위 F B 주파수와 하위 F H 주파수 간의 차이로 결정됩니다. 따라서 직사각형 펄스의 주기적 시퀀스에 대해 신호 대역폭은 대략 다음 식에서 찾을 수 있습니다.

여기서 t n은 펄스 지속 시간입니다.

1.기본 전화 신호 (음성 메시지)는 가입자라고도 하며 주파수 대역이 80~12,000Hz인 비정상 무작위 프로세스입니다. 음성 명료도는 포먼트(주파수 스펙트럼의 증폭된 영역)에 의해 결정되며, 대부분은 300 ~ 3400Hz 대역에 위치합니다. 따라서 ICITT(International Advisory Committee on Telephony and Telegraphy)의 권고에 따라 효율적으로 전송되는 300 ~ 3400Hz의 주파수 대역이 전화 전송에 채택되었습니다. 이 신호를 음성 주파수(VF) 신호라고 합니다. 동시에 전송된 신호의 품질은 상당히 높습니다. 음절 명료도는 약 90%이고 구문 명료도는 99%입니다.

2. 오디오 방송 신호 . 방송 프로그램을 전송할 때 음원은 악기나 사람의 목소리입니다. 오디오 신호의 스펙트럼은 20~20000Hz의 주파수 대역을 차지합니다.

충분히 높은 품질(1급 방송 채널)의 경우 주파수 대역 ΔF C는 50...10000Hz여야 하며, 방송 프로그램(최고급 채널)의 완벽한 재생을 위해 - 30...15000Hz, 2급 - 100... 6800Hz.

3. 방송 텔레비전에서 각 이미지 요소를 전기 신호로 순차적으로 변환한 다음 이 신호를 하나의 통신 채널을 통해 전송하는 방법이 채택되었습니다. 이 원리를 구현하기 위해 송신측에 특수 음극선관을 사용하여 송신된 물체의 광학 이미지를 시간에 따라 펼쳐지는 전기 비디오 신호로 변환합니다.

그림 2.6 – 송신관 설계

예를 들어, 그림 2.6은 송신관 옵션 중 하나의 단순화된 버전을 보여줍니다. 고진공 상태의 유리 플라스크 내부에는 반투명 광전 음극(타겟)과 전자 스포트라이트(EP)가 있습니다. 편향 시스템(OS)은 튜브 넥 외부에 배치됩니다. 스포트라이트는 가속 장의 영향을 받아 목표물을 향하는 얇은 전자빔을 생성합니다. 편향 시스템을 사용하여 빔은 왼쪽에서 오른쪽(선을 따라)으로, 위에서 아래로(프레임을 따라) 이동하여 대상의 전체 표면을 따라 이동합니다. 모든 (N) 행의 모음을 래스터라고 합니다. 감광층으로 코팅된 튜브 타겟에 이미지가 투사됩니다. 결과적으로 타겟의 각 기본 섹션은 전하를 획득합니다. 소위 잠재적 완화가 형성됩니다. 전위 완화의 각 부분(지점)과 상호 작용하는 전자빔은 전위 완화의 전위를 삭제(중화)하는 것처럼 보입니다. 부하 저항 Rn을 통해 흐르는 전류는 전자 빔이 닿는 대상 영역의 조명에 따라 달라지며 비디오 신호 Uc는 부하에서 방출됩니다(그림 2.7). 비디오 신호 전압은 전송된 이미지의 가장 어두운 영역에 해당하는 "검정색" 레벨부터 이미지의 가장 밝은 영역에 해당하는 "흰색" 레벨까지 다양합니다.

그림 2.7 - 프레임 펄스가 없는 시간 간격의 텔레비전 신호 모양.

"흰색" 레벨이 최소 신호 값에 해당하고 "검은색" 레벨이 최대 신호 값에 해당하는 경우 비디오 신호는 음수(음극성)가 됩니다. 비디오 신호의 특성은 전송 튜브의 설계 및 작동 원리에 따라 달라집니다.

텔레비전 신호는 펄스 단극(다극일 수 없는 밝기의 함수이기 때문에) 신호입니다. 그것은 복잡한 모양을 가지며 다양한 주파수의 진동의 상수 및 고조파 구성 요소의 합으로 표현될 수 있습니다.
DC 구성 요소 수준은 전송된 이미지의 평균 밝기를 나타냅니다. 동영상을 전송할 때 상수 구성 요소의 값은 조명에 따라 지속적으로 변경됩니다. 이러한 변화는 매우 빠르게 일어나고 있습니다. 저주파(0-3Hz). 비디오 신호 스펙트럼의 낮은 주파수를 사용하여 큰 이미지 디테일이 재현됩니다.

텔레비전과 라이트 시네마는 시각의 관성 덕분에 가능해졌습니다. 망막의 신경 말단은 빛 자극이 중단된 후에도 한동안 계속 자극됩니다. 프레임 속도 F k ≥ 50Hz에서는 눈이 이미지 변경의 간헐성을 인식하지 못합니다. 텔레비전에서 모든 N 라인을 읽는 시간(프레임 시간 - Tk)은 Tk = s와 동일하게 선택됩니다. 이미지 깜박임을 줄이기 위해 인터레이스 스캐닝이 사용됩니다. 먼저, T p/c = s와 같은 반 프레임 시간 동안 모든 홀수 라인을 하나씩 읽은 다음 동시에 모든 짝수 라인을 읽습니다. 래스터의 밝은 부분과 어두운 부분이 결합된 이미지를 전송할 때 비디오 신호의 주파수 스펙트럼을 얻을 수 있습니다(그림 2.8). 신호는 직사각형에 가까운 모양의 펄스를 나타냅니다. 인터레이스 스캐닝 중 이 신호의 최소 주파수는 필드의 주파수입니다.

그림 2.8 - 텔레비전 신호 스펙트럼의 최소 주파수를 결정하려면

고주파의 도움으로 이미지의 가장 미세한 디테일이 전송됩니다. 이러한 이미지는 선을 따라 위치한 빔의 직경과 동일한 측면의 밝기가 번갈아 나타나는 작은 흑백 사각형의 형태로 표시될 수 있습니다(그림 2.9, a). 이러한 이미지에는 최대 개수의 이미지 요소가 포함됩니다.

그림 2.9 - 비디오 신호의 최대 주파수를 결정하려면

이 표준은 프레임의 이미지를 N = 625개 라인으로 분해하는 것을 제공합니다. 한 선을 그리는 데 걸리는 시간(그림 2.9, b)은 다음과 같습니다. 검은색과 흰색 사각형이 교대로 나타날 때 선을 따라 변화하는 신호를 얻습니다. 최소 신호 주기는 한 쌍의 사각형을 읽는 데 걸리는 시간과 같습니다.

여기서 n 쌍은 한 줄에 있는 사각형 쌍의 수입니다.

선의 정사각형 수(n)는 다음과 같습니다.

프레임 형식은 어디에 있습니까 (그림 2.2.4, a 참조)

b – 너비, h – 프레임 필드의 높이.

그 다음에 ; (2.10)

프레임 형식은 k=4/3으로 가정됩니다. 그러면 신호 F in의 상위 주파수는 다음과 같습니다.

각각 625개의 라인으로 초당 25프레임을 전송할 때 공칭 라인 주파수(라인 주파수)는 15.625kHz입니다. 텔레비전 신호의 상위 주파수는 6.5MHz입니다.

우리나라에서 채택한 표준에 따르면 동기화 펄스 U C, 밝기 신호 및 감쇠 펄스 U P로 구성된 전체 비디오 신호 U TV의 전압은 U TV = U P + U C = 1V입니다. 이 경우 U C = 0.3 U TV, UP =0.7 U TV 입니다. 그림 2.10에서 볼 수 있듯이 신호는 사운드 트랙비디오 신호의 스펙트럼(fn 3V = 8MHz)에서 더 높은 곳에 위치합니다. 일반적으로 비디오 신호는 AM(진폭 변조)을 사용하여 전송되고, 오디오 신호는 FM(주파수 변조)을 사용하여 전송됩니다.

때때로 채널 대역폭을 절약하기 위해 비디오 신호의 상위 주파수는 Fv = 6.0MHz 값으로 제한되고 오디오 캐리어는 fн з = 6.5MHz 주파수에서 전송됩니다.

그림 2.10 - 텔레비전 방송 라디오 채널의 이미지 및 사운드 신호 스펙트럼 배치.

워크샵 (유사한 과제가 시험지에 포함되어 있습니다)

작업 번호 1: TV 화면에 5쌍의 흑백 교번 수직 줄무늬가 있는 경우 전송된 신호의 펄스 반복 속도와 신호 대역폭을 구합니다.

작업 번호 2: TV 화면에 10쌍의 흑백 교차 가로 줄무늬가 있는 경우 전송된 신호의 펄스 반복 속도와 신호 대역폭을 구합니다.

1번 문제를 해결하려면 표준 TV 신호의 한 라인에 대해 알려진 지속 시간을 사용해야 합니다. 이 시간 동안 검정색 레벨에 해당하는 5개의 펄스와 흰색 레벨에 해당하는 5개의 펄스가 변경됩니다(지속 시간을 계산할 수 있음). 이러한 방식으로 펄스 주파수와 신호 대역폭을 결정할 수 있습니다.

2번 문제를 해결할 때 프레임의 총 라인 수에서 진행하여 하나의 가로 줄무늬에 몇 줄이 있는지 확인하고 스캔이 인터레이스로 수행된다는 점을 명심하십시오. 이런 방식으로 검정색 또는 흰색 레벨에 해당하는 펄스의 지속 시간을 결정하게 됩니다. 작업 1번과 같이 계속하세요.

최종 작업을 준비할 때 편의를 위해 다음을 사용하십시오. 그래픽 이미지신호 및 스펙트럼.

4. 팩스 신호. 팩시밀리(광전신) 통신은 정지 이미지(그림, 그림, 사진, 텍스트, 신문지 등)를 전송하는 것입니다. 팩스 메시지(이미지) 변환 장치는 이미지에서 반사된 광속을 전기 신호로 변환합니다(그림 2.2.6).

그림 2.11 - 팩스 통신의 기능 다이어그램

여기서 1은 팩스 통신 채널입니다. 2 – 구동, 동기화 및 위상 조정 장치; 3 – 종이에 전송된 이미지의 원본이 놓이는 전송 드럼; FEP – 반사된 광속을 전기 신호로 변환하는 광전자 변환기; OS – 광선을 형성하기 위한 광학 시스템.

밝기가 교대로 바뀌는 요소를 전송할 때 신호는 펄스 시퀀스의 형태를 취합니다. 시퀀스에서 펄스가 반복되는 빈도를 패턴 주파수라고 합니다. 패턴 주파수(Hz)는 요소와 요소를 분리하는 공간이 스캐닝 빔의 크기와 동일한 이미지를 전송할 때 최대값에 도달합니다.

F rismax = 1/(2τ u) (2.12)

여기서 τu는 스캐닝 장치의 매개변수를 통해 결정될 수 있는 이미지 요소의 전송 지속 시간과 동일한 펄스 지속 시간입니다.

따라서 π·D가 라인의 길이이고 S가 스캔 피치(주사 빔의 직경)라면 라인에는 π·D/S 요소가 있습니다. 직경 D를 갖는 드럼의 분당 N 회전에서 이미지 요소 전송 시간(초 단위로 측정):

그림의 최소 주파수(선을 따라 변경되는 경우), Hz는 선 길이를 따라 너비가 선 길이의 절반과 같은 검은색과 흰색 줄무늬가 포함된 이미지를 스캔할 때입니다. 여기서

F pус min = N/60, (2.14)

만족스러운 품질의 광전신 통신을 수행하려면 F pic min에서 F pic max로 주파수를 전송하는 것으로 충분합니다. 국제 전신 및 전화 자문 위원회는 팩스기의 경우 N = 120, 90 및 60rpm을 권장합니다. S = 0.15mm; D = 70mm. (2.13)과 (2.14)로부터 N = 120F 쌀에서 최대 = 1466Hz; F 그림 최소 = 2Hz; N =60에서 F fig max = 733Hz; F 그림 최소 = 1Hz; 팩스 신호의 동적 범위는 25dB입니다.

전신 및 데이터 신호. 전신과 데이터 전송의 메시지와 신호는 별개입니다.

전신 메시지와 데이터를 변환하는 장치는 동일한 기간의 펄스와 일시정지의 특정 조합 형태로 각 메시지 문자(문자, 숫자)를 나타냅니다. 펄스는 변환 장치의 출력에 전류가 있음을 나타내고 일시 중지는 전류가 없음을 나타냅니다.

데이터 전송에는 더 복잡한 코드가 사용되므로 간섭으로 인해 발생하는 수신된 펄스 조합에서 오류를 감지하고 수정할 수 있습니다.

전신 신호를 변환하고 데이터를 메시지로 전송하는 장치는 수신된 펄스 및 일시정지 조합을 사용하여 코드 테이블에 따라 메시지 문자를 복원하고 이를 인쇄 장치 또는 디스플레이 화면에 출력합니다.

메시지를 표시하는 펄스의 지속 시간이 짧을수록 단위 시간당 더 많은 메시지가 전송됩니다. 펄스 지속 시간의 역수를 전신 속도라고 합니다. B = 1/τ이고, 여기서 τ 및 는 펄스 지속 시간 s입니다. 전신 속도의 단위는 보드(baud)라고 불렸습니다. 펄스 지속 시간이 τ이고 = 1초인 경우 속도는 B = 1 Baud입니다. 전신은 0.02초 지속 시간의 펄스를 사용하는데, 이는 표준 전신 속도 50보드에 해당합니다. 데이터 전송 속도가 상당히 높습니다(200, 600, 1200 보드 이상).

전신 및 데이터 전송 신호는 일반적으로 직사각형 펄스 시퀀스 형태를 취합니다(그림 2.4, a).

이진 신호를 전송할 때 양극 신호의 경우 펄스 부호만 고정하고 단극 신호의 경우 유무만 고정하면 충분합니다. 펄스는 전송 속도와 수치적으로 동일한 대역폭을 사용하여 전송되는 경우 안정적으로 감지할 수 있습니다. 표준 전신 속도가 50보드인 경우 전신 신호의 스펙트럼 폭은 50Hz입니다. 2400보드(중속 데이터 전송 시스템)에서 신호 스펙트럼 폭은 약 2400Hz입니다.

5. 평균 메시지 파워 P SR은 장기간에 걸쳐 측정 결과를 평균하여 결정됩니다.

1Ω 저항기에서 무작위 신호 s(t)가 발생하는 평균 전력:

Ω 1 과 Ω 2 사이의 유한 주파수 대역에 포함된 전력은 해당 한계 내에서 함수 G(Ω) β를 통합하여 결정됩니다.

함수 G(Ω)는 프로세스의 평균 전력, 즉 극소 주파수 대역에 포함된 전력의 스펙트럼 밀도를 나타냅니다.

계산의 편의를 위해 전력은 일반적으로 로그 형식(데시벨, dB)으로 표현되는 상대 단위로 제공됩니다. 이 경우 전력 수준은 다음과 같습니다.

기준 전력 RE = 1mW이면 px를 절대 레벨이라고 하며 dBm으로 표시합니다. 이를 고려하면 평균 전력의 절대 수준은 다음과 같습니다.

피크 전력 p 피크(ε%) - 이는 시간의 ε% 동안 초과될 수 있는 메시지 전력 값입니다.

신호 파고율은 평균 메시지 전력에 대한 피크 전력의 비율(dB)에 의해 결정됩니다.

(2.17)과 (2.19)를 고려하여 분자와 분모를 RE로 나누는 마지막 식에서 피크 전력과 평균 전력의 절대 수준 간의 차이로 피크 인자를 결정합니다.

동적 범위 D(ε%)는 최소 메시지 전력 P min에 대한 피크 전력의 비율로 이해됩니다. 파고율과 같은 동적 범위는 일반적으로 dB로 추정됩니다.

제어 신호(다이얼링, 통화 등)를 고려하여 바쁜 시간(BHH) 동안 측정된 음성 주파수 신호의 평균 전력은 32μW이며, 이는 레벨(1mW와 비교)에 해당합니다. p av = -15 dBm

최대 출력무시할 정도로 작은 초과 확률은 2220μW(+3.5dBm 레벨에 해당)인 전화 신호입니다. 배경 소음에 대해 여전히 들을 수 있는 최소 신호 전력은 220,000pW(1pW = 10-12mW)로 간주되며 이는 36.5dBm 수준에 해당합니다.