Помехи и искажения в процессе передачи

Затухание Искажения Шумы Виды факторов, влияющих на качество связи Потери 2/16

Затухание 3/16

Затухание 10 log 10 (P 2 / P 1 ), дБ Усиление 10 log 10 (P 3 / P 2 ), дБ P – мощность сигнала Децибелы 4/16

Исходный сигналПринятый сигнал Искажения Фазовый сдвиг 5/16

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 – средняя мощность сигнала N – уровень шума 8/16

BER (Bit Error Rate) Вероятность битовой ошибки (искажение одного бита) за некоторый временной интервал BER = означает, что в среднем исказится один бит из последовательности 10 5 бит 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

Формула Найквиста С = 2W log 2 M W – полоса пропускания, Гц M – 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) 13/16

Теорема Шеннона-Хартли 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. 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: 14/16

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 ( ) = бит/с 15/16

Производительность 16/16 Пропускная способность Число бит, передаваемых за одну секунду Скорость передачи и величина задержки Задержка = t 2 – t 1 = D/ Vs