А.В. Петраков - Основы практической защиты информации, страница 9

Основные характеристики сигналов передачи сообщений (информации)ШиринаДинамичесПикКол-воСигналспектра, кГцкий диапа- фактор сведений/мин/максзон Dc, дБQ, ДБСс, бит/сФаксимильный прискорости 120 строк/с:0244,5полутоновый1,46511,7-Ю30штриховой1,4652,93-Ю30180для передачи газетных360-Ю3полосПонятия не0Передачи данных, телекс,F T (0,5...1,0)употребляютсяFxтелетекс, телеграф0405Телевизионный60008010е0305Видеотелефонный120012-Ю63,44012Телефонный0,3'8-М36015Вещания0,0510.180-Ю339полос значительно сокращается ширина передаваемой полосы частотсигнала и резко уменьшается мощность передаваемого сигнала.

Сокращение передаваемой полосы частот позволяет организовать в одном имин/+-'мин/+-''макс F J -Гмакс /""-'мин /+-?мин /+-^ыакс гб)в)Рис. 1.21. К определению полос частот, передаваемых по линии связи,при разных методах передачи амплитудно-модулированных сигналовКомбинационные составляющие третьего, четвертого, пятого и высших порядков являются, с одной стороны, вредными (излишними) и отних избавляются (их подавляют), с другой стороны, они «полезны» дляшпионов и разведчиков — с их «помощью» может утекать информация.При передаче по линии полного модулированного тока, состоящегоиз тока несущей частоты и токов обеих боковых полос, ширина полосычастот, передаваемых по линии, составит (рис.

1.21,а)При передаче по линии тока несущей частоты и только одной бо-ковой полосы эта ширина будет равна (рис. 1.21,6)При передаче же тока только одной боковой полосы (рис. 1.21,в)и) —* \J-^MHHJ\J-^MaKcJ — ^макс-^ мин-Мощность модулированного сигнала, имеющего в своем составе токнесущей частоты, значительно больше мощности модулированного сигнала, в котором этот ток отсутствует. Большая мощность тока несущейчастоты вынуждает применять более мощные усилители на оконечныхи промежуточных станциях.Таким образом, при передаче в линию тока только одной из боковыхосуществляется при помощи специальных схем модуляторов, состоящихиз двух и даже четырех нелинейных элементов. К таким преобразователям относятся балансные, мостиковые и кольцевые преобразователи.Диапазон неиспользуемой боковой полосы в современных многоканальных системах" используется для передачи тока боковой полосысоседнего канала.

Для пояснения этого на рис. 1.22 приведено расположение на шкале частот пропускаемых и задерживаемых боковых полосу трех соседних каналов многоканальной системы.1.4. Основные параметры и характеристикистандартных каналов электрорадиосвязи.100,6103,7 104,3107,41.4.1. Аналоговый канал — массовый каналэлектрорадиосвязиРис. 1.22. Расположение частот пропускаемых (слева) и задерживаемых(справа) боковых полос трех соседних каналов I-III 'том же диапазоне частот, используемом в данной линии, большее числоканалов и, следовательно, более эффективно использовать линейныесооружения, а уменьшение мощности передаваемого сигнала позволяет использовать менее мощные усилители и строить их как групповые.Поэтому современные многоканальные системы высокочастотной связистроят главным образом по методу передачи в линию только одной избоковых полос (ОБП) (рис.

1.21,б).Устранение тока несущей частоты из состава модулированного тока40Этот канал чаще называют каналом тональной частоты (каналом,■ ■ . . • ■Выполнение норм на основные параметры и характеристики каналов ТЧ гарантирует необходимое качество телефонной связи в единойавтоматизированной сети связи (ЕАСС) и при выходе на международную сеть связи, а также возможность использования каналов ТЧ дляэлектронной почты, передачи данных, телеграфирования, факсимильной вязи,, передачи сигналов телемеханики, телеуправления, охраннойсигнализации и пр.

[9, 51].Vтч).41затухания (рис. 1.23).4.Частотная характеристика фазового сдвига между выходнымвходным сигналами..При передаче речи фазо-частотные искажения мало влияют на качество связи. Но так как каналы ТЧ используются также для электронной почты, передачи данных и факсимильной связи, большие фазочастотные искажения недопустимы. Для оценки фазовых искажений,42Рис. 1.23.

Шаблон допускаемых отклоненийостаточного затухания канала ТЧРис. 1.24. Примерчастотной зависимостигруппового времени запаздывания (ГВЗ) иде'ального (I) и реального(II) каналовК основным параметрам и характеристикам аналоговых каналовэлектрорадиосвязи относятся следующие.1.Входное Z BX и выходное ZBbix сопротивления и их допустимыеотклонения от нормальных значений.2.Остаточное затухание канала άρ — рабочее затухание канала,измеренное в условиях замыкания входа и выхода канала наактивныесопротивления, соответствующие номинальным значениямвходного ивыходного сопротивлений, при этом частота испытательногосигнала,на которой измеряется остаточное затухание, равна 800 Гц:где а{ — затухание г'-го участка, Sj — усиление j-ro усилителя.Нормированное (номинальное ) значение измерительного уровня авходе канала рвх. к = 0 дБ, на выходе рвых к = —8,7 дБ.

Таким образом,номинальное остаточное затухание канала ТЧ составляет ар = 8,7 дБ,3.Частотная характеристика остаточного затухания и эффективнопередаваемая полоса частот, т.е. полоса частот, на границахкоторойостаточное затухание канала отличается от номинального не болеечемна некоторое допустимое значение. В пределах эффективнопередаваемой полосы частот нормируются допустимые отклоненияостаточногозатухания от номинала.

Один из возможных способовнормирования заключается в задании «шаблона» допустимых отклоненийостаточноговносимых каналом, рассматривают частотную характеристику группового времени замедления (ГВЗ), определяемого как t = db(ω)/dω, где b —фазовый сдвиг. Нормируются отклонения ГВЗ от его значения на частоте 1900 Гц на одном транзитном участке длиной 2500 км (рис. 1.24).Отклонения ГВЗ составного канала с η транзитными участками будут вη раз больше. Большие искажения не позволяют получить необходимуюскорость передачи, в связи с чем возникает задача их коррекции.Частотные характеристики остаточного затухания и фазового сдвигаопределяют линейные искажения канала связи.5.Амплитудная характеристика — зависимость абсолютного уровня мощности (напряжения) на выходе канала от абсолютногоуровнямощности (напряжения) на входе канала, измеренная при некоторойобусловленной частоте измерительного сигнала: рВых.к = /(Рвх.к); понейсудят о нелинейных искажениях.6.Уровень (мощность) помех в точке с нулевым измерительнымуровнем.

Псофометрическая мощность помех в точке с нулевымизмерительным уровнем при максимальных протяженности связи ичислетранзитов не должна превышать 50 000 пВт. Соответствующеезначениеневзвешенной допустимой мощности помех составляет 87 000 пВт.7.Средний и пиковый (допустимые) уровни мощности сигналам'точке с нулевым измерительным уровнем и динамическийдиапазонканала.■Iгде Рс макс — максимальная допустимая мощность сигнала; Рп — мощность невзвешенных помех, отнесенные к точке с нулевым измерительным, уровнем.В точке с нулевым измерительным уровнем нормируемое среднеезначение мощности сигнала составляет 32 мкВт, пиковое — 2200 мкВт.8. Пропускная способность канала, бит/с,Ск = А/1оё2(1 + Рс.ср/Рп),(1.5)где Δ/ — эффективно передаваемая полоса частот канала, Гц; Р с .

ср— средняя мощность сигнала; Рп — невзвешенная средняя мощностьпомех, отнесенные к точке с нулевым измерительным уровнем.Оценим пропускную способность канала ТЧ. Подставив в выражение (1.5) значения Δ 1 / = 3400 - 300 = 3100. Гц, Р с . с р = 32 мкВт и Р п= 87000 π Вт, получим С к « 25 · 10 3 бит/с..1.4.2. Стандартный цифровой каналСтандартный цифровой канал (СЦК) с пропускной способностью64 кбит/с разработан (широко используется, а в дальнейшем будет ис-пользоваться еще шире) прежде всего для передачи речи в реальномвремени, т.е.

для обычной телефонии с целью передачи сигналов частот 0,3.. .3,4 кГц.43Рис. 1.25. Импульсно-кодовая модуляция сигнала: о — аналоговый; б —дискретизированный с периодом дискретизации Т; в — квантованный с шагом Δ(при семи разрешающих уровнях); г — кодированный трехразрядный с тактовойчастотой следования импульсов тиЧтобы полосу частот 0,3..

.3,4 кГц (аналоговый сигнал — речь)преобразовать в цифровой поток ср скоростью 64 кбит/с, осуществляюттри операции: дискретизацию, квантование и кодирование.Дискретизация осуществляется на основании теоремы В.А. Котельникова, согласно которой частота дискретизации /д должна быть не менее чем в 2 раза больше верхней преобразуемой частоты /Б, т.е. /я ^ 2/в.Для телефонии /в = 3,4 кГц. Во всех цифровых системах передачи информации во всем мире / д = 8 кГц.

Следовательно, при / д = 8 кГцпериод дискретизации Т д = 1// д = 125 мкс.После дискретизации сигнал имеет форму отдельных выборок(рис. 1.25,а,б), называемых амплитудно-импульсно-модулированнымсигналом (АИМ сигналом).Сущность квантования состоит в замене произвольных (из аналогового сигнала рис. 1.25,о) амплитуд г'дим. разрешенными амплитудами, кратными шагу квантования Δ.

Процесс квантования поясняетсярис. 1.25,в. Должно быть понятно, что при квантовании весь диапазонизменения гдим разбивается на некоторое число примыкающих другк другу областей, границами которых являются уровни квантования.Разность между двумя соседними уровнями называется шагом квантования. Если шаг квантования постоянен, то квантование называетсяравномерным. После квантования амплитуды импульсов уже не произвольны, а соответствуют ближайшим из разрешенных уровней. Можносказать, что с математической точки зрения квантование эквивалентно округлению чисел до ближайшего целого. Такое округление всегдасвязано с появлением погрешности. Разность между квантованными инеквантованными ΑΙ/1Μ сигналами называется погрешностью квантования ζ = гдим ~~ ^кв.АИМ· Очевидно, что максимальное значение ζ непревосходит Δ/2.

С уменьшением Δ погрешность квантования уменьшается. На слух погрешность воспринимается как шум, похожий, на44собственный. Поэтому помеху, вызванную квантованием, часто называют шумом квантования.При кодировании каждому из разрешенных уровней присваивается свое кодовое обозначение (кодовая комбинация). Нумерация уровней обычно осуществляется в двоичной системе счисления.