Analoge Telefonnetze. Digitale und analoge Telefonie: Unterschiede und Perspektiven Standardfrequenzband in der Telefonie

Grundlegende Bandbreitenparameter

Die Hauptparameter, die die Frequenzbandbreite charakterisieren, sind die Bandbreite und die Ungleichmäßigkeit des Frequenzgangs innerhalb des Bandes.

Die Breite der Linie

Die Bandbreite wird normalerweise als die Differenz zwischen der oberen und unteren Grenze definiert Grenzfrequenzen Abschnitt des Frequenzgangs, in dem die Amplitude der Schwingungen (oder der Leistung) vom Maximum abweicht. Dieser Pegel entspricht etwa -3 dB.

Die Bandbreite wird in Frequenzeinheiten ausgedrückt (z. B. Hz).

Durch die Erhöhung der Bandbreite können mehr Informationen übertragen werden.

Ungleichmäßigkeit des Frequenzgangs

Die Ungleichmäßigkeit des Frequenzgangs charakterisiert den Grad der Abweichung von einer Geraden parallel zur Frequenzachse.

Die Ungleichmäßigkeit des Frequenzgangs wird in Dezibel ausgedrückt.

Durch die Verringerung der Ungleichmäßigkeit des Frequenzgangs im Band wird die Wiedergabe der übertragenen Signalform verbessert.

Konkrete Beispiele

In der Antennentheorie ist die Bandbreite der Frequenzbereich, in dem die Antenne effektiv arbeitet, normalerweise die Nähe der zentralen (Resonanz-)Frequenz. Hängt vom Antennentyp und seiner Geometrie ab. In der Praxis wird die Bandbreite normalerweise durch den SWR-Wert (Stehwellenverhältnis) bestimmt. SWR-MESSGERÄT

In der Optik ist die Bandbreite der Kehrwert der Verbreiterung eines Impulses, wenn er sich 1 km entlang einer optischen Faser bewegt.

Da selbst der beste monochromatische Laser immer noch eine Reihe von Wellenlängen aussendet, verbreitert die Dispersion die Impulse bei ihrer Ausbreitung durch die Faser und verzerrt somit die Signale. Bei der Beurteilung wird der Begriff Bandbreite verwendet. Die Bandbreite wird (in diesem Fall) in MHz/km gemessen.

Aus der Definition der Bandbreite geht hervor, dass die Dispersion eine Begrenzung der Übertragungsreichweite und der oberen Frequenz der übertragenen Signale darstellt.

siehe auch

Wikimedia-Stiftung. 2010.

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Bei der Übertragung eines Signals über große Entfernungen ist es energetisch vorteilhaft, Hochfrequenz zu verwenden Träger Parameter davon moduliertübermittelt Signal. Zur Übertragung

Stimmen über Kommunikationskanäle verwenden normalerweise zwei Trägermodulationsmethoden: Amplitude(AM) und Frequenz(Weltmeisterschaft). Festnetzsysteme verwendeten jedoch nur AM, wofür die erforderliche Leistung erforderlich ist KanalbandbreiteÜbertragung war 2, wo - Streifen Frequenzen, die vom Signal belegt werden (nämlich der CFC). Darüber hinaus war es mithilfe der auf AM-OBP basierenden Verdichtungstechnologie möglich, die linken oder rechten Seitenkomponenten herauszufiltern sowie den Träger (CA) zu unterdrücken und den gewünschten Kanalpfad zu bilden (siehe Kapitel 3, Abb. 3-3). .

Mit Kommunikationssystemen assoziieren wir Sprach- oder Telefonkommunikationssysteme, die erst in den letzten 20 Jahren (im Zusammenhang mit der Entwicklung der modernen Kommunikation) zur Datenübertragung genutzt wurden. Diese Systeme wurden für die Sprachübertragung konzipiert und optimiert und als gebaut Mehrkanal, verwenden verschiedene Methoden Kanaldichtungen für die Kabelübertragung von immer mehr Kanälen.

In Anbetracht dessen, dass das CFC-Frequenzband (300-3400 Hz) durch echtes und nicht ideales Analog gefiltert werden musste Bandpassfilter Es wurde vorgeschlagen, 4 kHz als Design-Basisbandbreite zu verwenden Standard-Telefonkanal(STK) betrug das Schutzband zwischen zwei benachbarten Kanälen 900 Hz, wodurch das Übersprechen zwischen Telefonkanälen deutlich reduziert werden konnte.

Pulscodemodulation (PCM)

Auf dem Verfahren basierten digitale Signaldarstellungsverfahren Probenahmeübertragenes Sprachsignal, d.h. verwenden Proben, regelmäßig entnommen Abtastfrequenz f d. Es wurde unter der Bedingung ausgewählt, dass das Signal anschließend (am Empfangspunkt) verlustfrei mit einem Tiefpassfilter (mit) wiederhergestellt wird f vgl=4 kHz) basierend Kotelnikov-Nyquist-Theorem, behaupten, dass spektrumbegrenztes Signalf vglM.B. verlustfrei wiederhergestellt werden, wenn die Abtastfrequenz mindestens ist f d=2 f vgl. Daraus haben wir herausgefunden, dass die Abtastfrequenz für STC 8 kHz beträgt, d. h. Es sollten Proben entnommen werden Abtastperiode T d = 125 µs, (Abb. 8-1).


Abb.8-1. Konvertieren Sie ein analoges Signal in ein digitales PCM-Signal

Nächster Schritt - Quantisierung Probenamplituden, d.h. Definition seines Äquivalents digitaler Wert. Die angegebenen Schritte, die wann ausgeführt werden sollen Pulscodemodulation(PCM) ermöglichte den Übergang von einem analogen Sprachsignal zu Digital.

Der numerische Wert jeder Probe in diesem Schema wurde weiterhin als 7-8-Bit dargestellt Binärcode. Die Prozesse der PCM-Bildung sind in Abb. 8-1 dargestellt und werden hier (siehe Kapitel 1) zur Klarheit und Integrität der Darstellung wiederholt.

Wir haben dies Codierung genannt Kodifizierung und ermöglichte die Übertragung von 256 (2 8) diskreten Signalamplitudenniveaus, was für die Übertragung wirtschaftlich war (da ein zentraler Zirkulationskanal mit einer Geschwindigkeit von 64 kbit/s erforderlich war), aber aus Sprachsicht nicht ausreichte Übertragungsqualität. Dadurch wurde vor der Kodifizierung der Dynamikumfang des Sprachsignals durch eine Kompandierungsschaltung komprimiert (siehe Kapitel 3, Abb. 3-8). Dies ermöglichte eine Sprachübertragung mit einem Dynamikumfang von etwa 42 oder 48 dB.

Normalerweise ist es uns egal, wie die Telefonleitung funktioniert (aber nicht, wenn wir lauthals ins Telefon schreien müssen: „Bitte wiederholen, ich kann nichts hören!“).

Telefongesellschaften bieten ihren Kunden eine Vielzahl von Dienstleistungen an. Es ist nicht so einfach, die Preislisten dieser Dienste zu verstehen – was eigentlich angeboten wird und wie viel Sie für welchen Dienst bezahlen sollten. Wir werden in diesem Artikel nicht auf die Preise eingehen, sondern versuchen herauszufinden, was die Unterschiede zwischen den am häufigsten angebotenen Telefonprodukten und -diensten sind.

ANALOGE LEITUNGEN, DIGITALE LEITUNGEN

Erstens können Leitungen analog und digital sein. Das analoge Signal ändert sich kontinuierlich; das hat er schon immer spezifischen Wert, die beispielsweise die Lautstärke und Tonhöhe einer übertragenen Stimme oder die Farbe und Helligkeit eines bestimmten Bereichs eines Bildes darstellen. Digitale Signale haben nur diskrete Werte. In der Regel ist das Signal entweder an oder aus, entweder ist es vorhanden oder nicht. Mit anderen Worten, sein Wert ist entweder 1 oder 0.

Analog Telefonleitungen werden seit jeher in der Telefonie eingesetzt. Sogar fünfzig Jahre alte Telefone können höchstwahrscheinlich an eine Ortsanschlussleitung angeschlossen werden – die Leitung zwischen der heimischen Telefondose und der Zentrale Telefonzentrale. (Eine Telefonzentrale ist kein glänzender Wolkenkratzer im Zentrum einer Stadt; die durchschnittliche Teilnehmerleitung ist nicht länger als 2,5 Meilen (vier Kilometer), daher befindet sich eine „Telefonzentrale“ normalerweise in einem unscheinbaren Gebäude in der Nähe.)

Zur Zeit Telefongespräch Das im Mobilteil eingebaute Mikrofon wandelt Sprache in Sprache um Analogsignal, an die zentrale Telefonvermittlungsstelle übermittelt, von wo aus es entweder zu einer anderen Teilnehmerschleife oder zu anderen Vermittlungseinrichtungen gelangt, wenn die angerufene Nummer außerhalb des Versorgungsbereichs dieser Vermittlungsstelle liegt. Beim Wählen einer Nummer generiert das Telefon Inband-Signale, die über denselben Hauptkanal übertragen werden und anzeigen, für wen der Anruf bestimmt ist.

Telefongesellschaften haben im Laufe ihres Bestehens umfangreiche Erfahrungen in der Sprachübertragung gesammelt. Es wurde festgestellt, dass der Frequenzbereich von 300 bis 3100 Hz im Allgemeinen für diese Aufgabe ausreichend ist. Wir möchten Sie daran erinnern, dass Hi-Fi-Audiosysteme in der Lage sind, den Ton verzerrungsfrei wiederzugeben Frequenzbereich 20-20000 Hz, was bedeutet, dass die Telefonreichweite in der Regel nur ausreicht, damit der Teilnehmer den Anrufer anhand der Stimme erkennen kann (für andere Anwendungen ist diese Reichweite wahrscheinlich zu eng - zum Beispiel für die Übertragung von Musik) Telefonkommunikation völlig ungeeignet). Sanfter Abfall des Amplituden-Frequenzgangs bei hohen und niedrige Frequenzen Telefongesellschaften bieten die Nutzung eines analogen 4000-Hz-Telefonkanals an.

Die zentrale Telefonzentrale digitalisiert in der Regel das Signal, das zur weiteren Übertragung über das Telefonnetz bestimmt ist. Mit Ausnahme von Gilbeth County (Arkansas) und Rat Fork (Wyoming) übertragen alle amerikanischen Telefonnetze Signale zwischen Zentralstationen digital. Obwohl viele Unternehmen digitale Nebenstellenanlagen und Datenübertragungseinrichtungen nutzen und alle ISDN-Einrichtungen auf digitaler Verschlüsselung basieren, sind Teilnehmeranschlüsse immer noch die „letzte Bastion“ der analogen Kommunikation. Dies liegt daran, dass die meisten Telefone in Privathaushalten über keine Möglichkeit zur Signaldigitalisierung verfügen und nicht mit Leitungen mit einer Bandbreite von über 4000 Hz arbeiten können.

Wofür reichen 4000 Hz aus?

Ein Modem ist ein Gerät, das konvertiert digitale Signale Computer in analoge Signale mit Frequenzen innerhalb der Bandbreite der Telefonleitung umwandelt. Der maximale Durchsatz einer Verbindung steht in direktem Zusammenhang mit der Bandbreite. Genauer gesagt wird der Durchsatz (in Bits/Sek.) durch die Bandbreite und die Toleranz des Signal-Rausch-Verhältnisses bestimmt. Derzeit liegt der maximale Durchsatz von Modems mit 33,6 Kbit/s bereits nahe an dieser Grenze. Benutzer von 28,8-Kbit/s-Modems sind sich bewusst, dass verrauschte analoge Leitungen selten die volle Bandbreite bieten. Durchsatz, was oft deutlich niedriger ausfällt. Komprimierung, Caching und andere Tricks tragen dazu bei, die Situation etwas zu verbessern, und doch ist es wahrscheinlicher, dass wir die Erfindung eines Perpetuum Mobile erleben werden, als dass Modems mit einer Bandbreite von 50 oder mindestens 40 Kbit/s auf gewöhnlichen analogen Geräten auftauchen Linien.

Telefongesellschaften lösen das gegenteilige Problem – sie digitalisieren das analoge Signal. Zur Übertragung des resultierenden digitalen Signals werden Kanäle mit einer Bandbreite von 64 Kbit/s verwendet (dies ist der Weltstandard). Dieser Kanal mit der Bezeichnung DS0 (Digitalsignal, Pegel Null) ist der Grundbaustein, aus dem alle anderen Telefonleitungen aufgebaut sind. Beispielsweise können Sie 24 DS0-Kanäle zu einem DS1-Kanal zusammenfassen (der korrekte Begriff lautet „Kondensieren“). Durch die Anmietung einer T-1-Leitung erhält der Nutzer tatsächlich einen DS1-Kanal. Bei der Berechnung des Gesamtdurchsatzes von DS1 müssen wir bedenken, dass nach jeweils 192 Datenbits (also 8000 Mal pro Sekunde) ein Synchronisationsbit übertragen wird: insgesamt 1,544 Mbit/s (64000 mal 24 plus 8000).

Mietleitungen, geschaltete Leitungen

Zusätzlich zur T-1-Leitung kann der Kunde Mietleitungen mieten oder reguläre Vermittlungsleitungen nutzen. Durch die Anmietung einer T-1-Leitung oder einer langsamen Datenleitung, wie z. B. eines Dataphone Digital Service (DDS), bei einer Telefongesellschaft mietet der Abonnent faktisch eine Direktverbindung und wird dadurch zum alleinigen Nutzer einer 1,544-Mbit/s-Leitung (T-1) oder 56 Kbit/s (Langsamgeschwindigkeitsleitung).

Obwohl es sich bei der Frame-Relay-Technologie um die Vermittlung einzelner Frames handelt, werden die entsprechenden Dienste dem Nutzer in Form von virtuellen Kommunikationskanälen zwischen festen Endpunkten angeboten. Aus Sicht der Netzwerkarchitektur sollte Frame Relay eher als Standleitung denn als DFÜ-Leitung betrachtet werden; Wichtig ist auch, dass der Preis eines solchen Dienstes bei gleicher Bandbreite deutlich niedriger ist.

Vermittlungsdienste (ein Beispiel hierfür wäre der Dienst eines normalen Privattelefons) sind von der Telefongesellschaft erworbene Dienste. Auf Wunsch wird dem Teilnehmer über ein Netzwerk öffentlicher Switches eine Verbindung zu einem beliebigen Knoten des Telefonnetzes bereitgestellt. Anders als bei Mietleitungen wird hier das Entgelt nach der Verbindungszeit bzw. dem tatsächlichen Verkehrsaufkommen erhoben und hängt maßgeblich von der Häufigkeit und dem Umfang der Netznutzung ab. Vermittlungsdienste digitale Kommunikation kann basierend auf den Protokollen X.25, Switched 56, ISDN Basic Rate Interface (BRI), ISDN Primary Rate Interface (PRI), Switched Multimegabit Data Service (SMDS) und ATM bereitgestellt werden. Einige Organisationen, wie z. B. Universitäten, Eisenbahnen oder kommunale Organisationen erstellen private Netzwerke mit eigenen Switches und angemieteten, manchmal sogar eigenen Leitungen.

Wenn die von der Telefongesellschaft empfangene Leitung digital ist, dann für den Datenaustausch zwischen dem Telefonnetz und dem Endgerät (unter diesem Begriff verstehen Telefongesellschaften Geräte wie Computer, Faxgeräte, Bildtelefone und digitale Geräte). Telefonapparate) Es besteht keine Notwendigkeit, digitale Signale in analoge umzuwandeln, und daher ist kein Modem erforderlich. Allerdings stellt die Nutzung des Telefonnetzes in diesem Fall bestimmte Anforderungen an den Teilnehmer. Insbesondere sollten Sie sicherstellen, dass der Teilnehmeranschluss korrekt terminiert ist, der Datenverkehr korrekt übertragen wird und die Diagnose der Telefongesellschaft unterstützt wird.

Die Leitung, die das ISDN-BRI-Protokoll unterstützt, muss mit einem Gerät namens NT1 (Netzwerkabschluss 1) verbunden sein. Neben der Terminierung der Leitung und der Unterstützung von Diagnoseverfahren koordiniert das NT1-Gerät eine zweiadrige Teilnehmerschleife mit einem vieradrigen digitalen Endgerätesystem. Bei der Nutzung von T-1- oder DDS-Mietleitungen oder digitalen Kommunikationsdiensten sollte eine Channel Service Unit (CSU) als Leitungslast verwendet werden. Die CSU fungiert als Terminator, sorgt für die korrekte Leitungslast und verarbeitet Diagnosebefehle. Das Endgerät des Kunden interagiert mit einer Datendiensteinheit (DSU), die digitale Signale in umwandelt Standard Ansicht und überträgt sie an die CSU. Strukturell werden CSU und DSU häufig in einem Modul mit der Bezeichnung CSU/DSU zusammengefasst. Die DSU kann in einen Router oder Multiplexer eingebaut werden. Daher ist in diesem Fall (obwohl hier keine Modems benötigt werden) die Installation bestimmter Schnittstellengeräte erforderlich.

MEDIEN FÜR DIE TELEFONKOMMUNIKATION

Die meisten analogen Teilnehmeranschlüsse können nur unter sehr günstigen Bedingungen einen Durchsatz von 33,6 KBit/s bereitstellen. Andererseits könnte dasselbe Twisted-Pair-Kabel, das das Büro mit der Zentrale verbindet, problemlos für den Betrieb von ISDN BRI verwendet werden, was einen Datendurchsatz von 128 Kbit/s und weitere 16 Kbit/s für Verwaltung und Konfiguration ermöglicht. Was ist los? Das über analoge Telefonleitungen übertragene Signal wird gefiltert, um alle Frequenzen über 4 kHz zu unterdrücken. Bei Verwendung digitaler Leitungen ist eine solche Filterung nicht erforderlich, sodass die Bandbreite des Twisted-Pair-Kabels deutlich größer ist und folglich der Durchsatz steigt.

Bei Mietleitungen mit einer Kapazität von 56 und 64 Kbit/s handelt es sich um Zwei- oder Vierdraht-Digitalleitungen (im letzteren Fall dient ein Paar zum Senden und das andere zum Empfangen). Dieselben Leitungen eignen sich als Träger für die Bereitstellung digitaler Kommunikationsdienste, beispielsweise Frame Relay oder Switched 56. Als Träger für T-1 sowie ISDN PRI und Frame Relay werden häufig Vierdrahtleitungen oder auch optische Kabel verwendet . T-3-Leitungen sind manchmal Koaxialkabel, häufiger basieren sie jedoch auf optischen Kabeln.

Obwohl ISDN als Mittel zur Hochgeschwindigkeitssignalübertragung über große Entfernungen weiterhin die größte Aufmerksamkeit genießt, sind in letzter Zeit neuere Mittel zur Kommunikation auf der letzten Meile (d. h. Ortsanschlussleitung) entstanden. PairGain und AT&T Paradyne bieten Produkte an, die auf der High-Bit-Rate Digital Subscriber Loop (HDSL)-Technologie von Bellcore basieren. Mit diesen Produkten können Sie die Fähigkeiten aller vorhandenen Teilnehmeranschlüsse angleichen; Durch die Installation von HDSL-Geräten an beiden Enden der Leitung können Sie auf nahezu allen bestehenden Teilnehmeranschlüssen einen DS1-Durchsatz (1,544 Mbit/s) erzielen. (HDSL mit einer Länge von bis zu 3,7 km kann auf Teilnehmeranschlüssen ohne Repeater bei Standardleitungen der Stärke 24 verwendet werden. Damit normale T-1-Leitungen funktionieren, müssen alle anderthalb Kilometer Repeater installiert werden.) Eine Alternative zu HDSL zur Erzielung des DS1-Durchsatzes auf der letzten Meile besteht darin, entweder optische Kabel zu verwenden (was ziemlich teuer ist) oder mehrere Repeater auf jeder Leitung zu installieren (nicht so teuer wie Glasfasertechnologie, aber immer noch nicht billig). Darüber hinaus steigen in diesem Fall die Kosten für die Telefongesellschaft und damit für den Kunden, die Leitung funktionsfähig zu halten, erheblich an.

Aber auch HDSL ist nicht das letzte Wort der Technologie im Bereich der Kapazitätssteigerung auf der letzten Meile. Der Nachfolger von HDSL, die ASDL-Technologie (Asymmetrical Digital Subscriber Line), soll einen Durchsatz von 6 Mbit/s in eine Richtung bieten; Der Durchsatz des anderen ist deutlich geringer – etwa 64 Kbit/s. Im Idealfall oder zumindest ohne Monopol – vorausgesetzt, dass die Kosten des Dienstes für den Kunden ungefähr den Kosten für die Telefongesellschaft entsprechen – könnte ein großer Teil der Kunden ISDN PRI (oder andere T-1-basierte Dienste) nutzen ) zu einem Preis, der mit dem aktuellen ISDN-BRI-Preis vergleichbar ist.

Heutzutage müssen sich ISDN-Befürworter jedoch wahrscheinlich kaum noch Sorgen machen; In den meisten Fällen entscheiden sich Telefongesellschaften dafür, die Leitungskapazität zu erhöhen und alle Gewinne einzustreichen, ohne die Servicekosten für den Kunden zu senken. Es ist keineswegs selbstverständlich, dass die Tarife für Dienstleistungen auf gesundem Menschenverstand basieren sollten.

Tabelle 1. Arten von Telefondiensten

Linientyp

Service

Art der Umschaltung

Teilnehmerschleifenträger

Analoge Leitung

Linien Wechsel

Zweiadriges Twisted-Pair

DS0(64 Kbit/s)

DDS (Standleitung)

Standleitung

PVC mit Schalter

Zwei- oder vieradriges Twisted-Pair-Kabel

Wechseln

Zwei- oder vieradriges Twisted-Pair-Kabel

Linien Wechsel

Zwei- oder vieradriges Twisted-Pair-Kabel

Linien Wechsel

Zwei- oder vieradriges Twisted-Pair-Kabel

Linien Wechsel

Zweiadriges Twisted-Pair

Mehrere DS0

(von 64 Kbps bis

1536 Mbit/s

64-Kbit/s-Schritte)

Standleitung

Zwei- oder vieradriges Twisted-Pair-Kabel

PVC mit Schalter

Zwei- oder vieradriges Twisted-Pair-Kabel

(1544 Mbit/s)

(24 DS0-Leitungen)

Mietleitung T-1

Standleitung

PVC mit Schalter

Vieradriges Twisted-Pair-Kabel oder Glasfaser

Paketvermittlung

Vieradriges Twisted-Pair-Kabel oder Glasfaser

Linien Wechsel

Vieradriges Twisted-Pair-Kabel oder Glasfaser

(44736 Mbit/s)

(28 DS1-Zeilen,

672 DS0-Zeilen)

Mobilfunkwechsel

Paketvermittlung

Koaxialkabel oder Glasfaser

Steve Steinke ist im Internet erreichbar unter:

Antworten: 9

Frage an Experten: Wie groß ist die Bandbreite der übertragenen Audiofrequenzen bei der Telefonkommunikation?

Beste Grüße, Nurslan

Beste Antworten

Nikolay Ivanov:

300 Hz - 3400 Hz. oder verengt 0,3 - 2,7 kHz

Was bedeutet Schallfrequenz? Es gibt eine Frequenz in einem Übertragungskanal – drahtlos oder kabelgebunden – dies ist die Frequenz einer elektromagnetischen Welle, und die Schallfrequenz hängt vom Lautsprecher im Mobilteil ab. Ton wird nicht in angeschlossenen Kanälen übertragen))

Bataillonskommandeur:

Das effektiv übertragene Frequenzband von Telefonkanälen beträgt 0,3–3,4 kHz (Standard-Telefonkanal). Um eine Komprimierung des Kanals zu ermöglichen, d. h. etwas anderes als Ton in den Kanal zu übertragen, werden verengte Kanäle von 0,3–2,7 kHz verwendet

Videoantwort

Dieses Video wird Ihnen helfen, es herauszufinden

Antworten von Experten

Wladimir Nikolajew:

Wenn das Signal eine Sinusform hat, ist sein Band eine Frequenz dieser Sinusform eine Band

Ein Drew:

Ruslan Mamyshev:

Sie konnten Ihre Worte nicht finden – beginnen Sie damit, und wenn Sie es verstanden haben, stellen Sie eine interessantere Frage ...

Freier Wind:

Nun, die Frage selbst ist die Antwort – das Frequenzband, kurz gesagt, von jetzt bis jetzt ... Ich habe schon Angst, zu Wikipedia zu gehen, Filzstiefel und da wurde der Ultraschall von 20 kHz auf 1 GHz angehoben, ich wäre fast gestürzt, und auch Hyperschall über 1 GHz....))))))))))) Mit was für Filzstiefeln haben sie ihn geschlagen? Warum schreiben sie das ins Wiki?

Alles ist gut:

Jedes zeitlich endliche Signal hat eine UNENDLICH große Spektrumsbreite.
Wir sollten darüber reden
effektive spektrale Breite, in der 90 % der Energie konzentriert sind (nach Vereinbarung)
Signal.
osnovy-elektrotechnikiki. ru/energeticheskie-xarakteristiki/

Die Sprachfrequenzschaltung ist eine Sammlung von technische Mittel und Ausbreitungsumgebung, die die Übertragung elektrischer Kommunikationssignale im effektiv übertragenen Frequenzband (ETF) von 0,3 bis 3,4 kHz gewährleistet. In der Telefonie und Kommunikation wird häufig die Abkürzung KTC verwendet. Der Audiokanal ist eine Maßeinheit für die Kapazität (Dichte) analoger Übertragungssysteme (z. B. K-24, K-60, K-120). Gleichzeitig für digitale SystemeÜbertragung (zum Beispiel IKM-30, IKM-480, IKM-1920) Die Maßeinheit der Kapazität ist die wichtigste digitaler Kanal.
Ein effektiv übertragenes Frequenzband ist ein Frequenzband, dessen Restdämpfung bei extremen Frequenzen sich von der Restdämpfung bei einer Frequenz von 800 Hz um nicht mehr als 1 Np bei der maximalen Kommunikationsreichweite eines bestimmten Systems unterscheidet.
Die Breite des EPCH bestimmt die Qualität der Telefonübertragung und die Möglichkeit, den Telefonkanal zur Übertragung anderer Kommunikationsarten zu nutzen. Gemäß internationaler Standard Für Telefonkanäle von Mehrkanalgeräten ist der Frequenzbereich von 300 bis 3400 Hz eingestellt. Mit einem solchen Band ist ein hohes Maß an Sprachverständlichkeit gewährleistet, der Klang ist sehr natürlich und es werden große Möglichkeiten für das sekundäre Multiplexen von Telefonkanälen geschaffen.

Datum: 18.04.2016 16:13:20 Zugriffe:

Ian Poole

Hinweise und Einzelheiten zur Frequenzmodulation des Durchlassbands, Spektrums und der Seitenbänder und deren Auswirkungen auf die FM-Nutzung.

Bei der Frequenzmodulation sind Bandbreite, Spektrum und Seitenbänder von großer Bedeutung.

Die Seitenbänder einer modulierten Signalfrequenz erstrecken sich auf beiden Seiten des Hauptträgers und bewirken, dass die Bandbreite des Gesamtsignals weit über die des unmodulierten Trägers hinaus ansteigt.

Wenn sich die Trägermodulation ändert, ändern sich auch die Seitenbänder und damit die Bandbreite und das Gesamtspektrum des Signals.

Bessel-Funktionsmodulationsfrequenz und Seitenbänder

Jedes modulierte Signal erzeugt Seitenbänder. Bei einem amplitudenmodulierten Signal sind sie leicht zu bestimmen, bei der Frequenzmodulation ist die Situation jedoch nicht so einfach. Sie hängen nicht nur von der Abweichung ab, sondern auch vom Grad der Abweichung, also vom Modulationsindex M. Das vollständige Spektrum ist eine unendliche Reihe diskreter Spektralkomponenten, ausgedrückt durch eine komplexe Formel unter Verwendung der Bessel-Funktion erster Art.


Das vollständige Spektrum besteht aus dem Träger und einer unendlichen Anzahl von Seitenbändern, die sich auf beiden Seiten des Trägers mit ganzzahligen Vielfachen der Modulationsfrequenz ausbreiten. Die relativen Pegel der Seitenbänder können anhand einer Tabelle mit Bessel-Funktionen ermittelt werden. Wie Sie dem Bild unten entnehmen können, steigen und fallen die relativen Pegel je nach unterschiedlichen Modulationsindexwerten.

Relative Träger- und Seitenbandpegel für ein frequenzmoduliertes Signal

Bei niedrigen Werten des Modulationsindex besteht das FM-Signal bei Verwendung von Schmalband-FM aus einem Träger und zwei Seitenbändern, die auf beiden Seiten des Trägers im Abstand der Modulationsfrequenz angeordnet sind. Es sieht genauso aus wie ein AM-Signal, der Unterschied besteht jedoch darin, dass das untere Seitenband um 180 Grad phasenverschoben ist.

Mit zunehmendem Modulationsindex zeigt sich, dass andere Seitenbänder mit der doppelten Modulationsfrequenz auftauchen. Mit zunehmendem Index sind auch andere zusätzliche Seitenbänder zu erkennen.


Spektren eines FM-Signals mit unterschiedlichen Modulationsindexniveaus

Bei bestimmten Modulationsniveaus, bei denen der Modulationsindex den Zahlen 2,41, 5,53, 8,65 und anderen höheren spezifischen Niveaus entspricht, fällt der Träger auf die tatsächlichen Zahlenwerte Null, dann besteht das Signal lediglich aus Seitenbändern.

Frequenzmodulationsbandbreite

Bei einem amplitudenmodulierten Signal beträgt die erforderliche Bandbreite das Doppelte der maximalen Modulationsfrequenz. Obwohl das Gleiche auch für ein Schmalband-FM-Signal gilt, gilt die Situation nicht für ein Breitband-FM-Signal. Hier kann der erforderliche Durchsatz sehr groß sein, wobei sich die erkennbaren Seitenbänder über die gesamte Länge ausbreiten große Mengen Frequenzbereich. Normalerweise ist es notwendig, die Signalbandbreite zu begrenzen, damit die Stationen auf beiden Seiten nicht unnötig gestört werden.

Da ein frequenzmoduliertes Signal Seitenbänder hat, die bis ins Unendliche reichen, ist es üblich, die Bandbreite dessen zu bestimmen, was ungefähr 98 % der Signalleistung enthält.

Die Faustregel, oft auch Carson-Regel genannt, besagt, dass 98 % der Signalleistung in einem Frequenzband enthalten sind, das der Sperrfrequenz plus der doppelten Modulationsfrequenz entspricht, d. h.:



Typischerweise ist die Bandbreite eines Breitband-FM-Signals durch die Carson-Regel begrenzt – dies reduziert Interferenzen und führt nicht zu übermäßigen Verzerrungen im Signal. Mit anderen Worten: Für einen UKW-FM-Rundfunksender sollte es (2 x 75) + 15 kHz sein, d. h. 175 kHz. Aus diesem Grund sind in der Regel insgesamt 200 kHz zulässig, sodass die Station über ein kleines Schutzband und Mittenfrequenzen von bis zu 100 kHz verfügen kann.

Wichtige Punkte für Modulationsbandbreite und Seitenbänder

Bezüglich der gesamten Modulationsbandbreite gibt es mehrere interessante Punkte:

Die Bandbreite des modulierten Signals variiert sowohl mit der Frequenzabweichung als auch mit dem Modulationsverhältnis.

Durch Erhöhen der Modulationsfrequenz wird der Modulationsindex verringert – dadurch verringert sich die Anzahl der Seitenbänder mit erheblicher Amplitude und damit die Bandbreite.

Durch Erhöhen der Modulationsfrequenz wird der Frequenzabstand zwischen den Seitenbändern vergrößert.

Die Frequenz der Modulationsbandbreite nimmt mit zunehmender Modulationsfrequenz zu, ist jedoch nicht direkt proportional dazu.

Die Modulationsbandbreite ist wichtig, genau wie bei jeder anderen Wellenform. Da die Belegung der Gruppe zunimmt und der Druck auf den Spektrumraum zunimmt, muss sichergestellt werden, dass die Frequenzbandbreite des modulierten Signals innerhalb des spezifizierten zulässigen Bereichs liegt. Jede darüber hinausgehende unbefugte Ausbreitung des Signals kann zu Störungen bei anderen Benutzern führen.