Terme bande de fréquence concernant le signal associé à la notion de largeur effective du spectre du signal, dans lequel est concentré 90 % de l'énergie du signal (par accord), ainsi que les limites inférieure et supérieure de la bande de fréquence du signal. Ces caractéristiques critiques d'une source de signal sont directement liées à la physique de cette source de signal. Par exemple, pour un capteur de vibration inductif, la bande de fréquence du signal de sortie est en fait limitée d'en haut par des unités de kilohertz en raison de l'inertie de la masse du noyau magnétisé métallique à l'intérieur de la bobine d'inductance du capteur, et d'en bas - par la valeur associée à l'inductance de la bobine. La limite supérieure de la bande de fréquence d'un signal est généralement associée à des limitations physiques sur la vitesse de montée du signal, tandis que la limite inférieure de la bande passante du signal est associée à la présence d'une composante basse fréquence du signal, y compris une composante continue.
Terme bande de fréquence transmission utilisé en relation avec les convertisseurs et les chemins de transmission de signaux (interfaces). On parle de réponse amplitude-fréquence (AFC) de ces appareils et sur les caractéristiques de bande passante de cette réponse en fréquence, qui sont traditionnellement mesurées à un niveau de -3 dB, comme le montre la figure ci-dessus. Zéro décibel est considéré comme la valeur maximale (ou moyenne, par convention) de l'amplitude du signal dans la bande passante. Sur la figure, les fréquences F 1 et F 2 sont respectivement les fréquences inférieure et supérieure de la bande passante. La limite inférieure F 1 = 0, si ce convertisseur ou ce chemin transmet la composante continue du signal. Le plus largeur Bandes de fréquence transmission∆F= F 2 - F 1 du convertisseur ou du chemin de transmission de données, le plus haut résolution (détail) du signal dans le temps , plus la vitesse de transfert des informations dans l'interface correspondante est élevée, Mais en même temps plus il y a d'interférences et de bruit tombe dans la bande passante.
Si la bande de fréquence du signal ne tombe pas partiellement ou totalement dans la bande passante du convertisseur ou du chemin, cela entraîne une distorsion ou une suppression complète du signal dans le chemin.
D'un autre côté, si la bande de fréquence effective du signal est plusieurs fois plus étroite que la bande passante du convertisseur ou du chemin, alors un tel cas ne peut pas être considéré comme optimal, car dans ce système physiquement implémenté, il y a toujours du bruit et des interférences de diverses natures. , qui dans le cas général sont dispersés sur toute la bande passante. Les régions de fréquences de passage qui ne contiennent pas de composants de signal utiles ajouteront du bruit, dégradant le rapport signal/bruit d'un canal de conversion ou de transmission de signal donné. Partant de ces prémisses, nous nous sommes rapprochés de terme: bande passante optimale du signal est une bande passante dont les limites sont cohérentes avec bande passante efficace du signal.
Dans le cas d'un CAN, la limite supérieure de la bande passante peut être assurée par un filtre anti-aliasing, et la limite inférieure peut être assurée par un filtre passe-haut.
Comme vous pouvez le constater, le général terme bande de fréquence, utilisé dans n’importe quel contexte, est fortement lié à la question du choix des équipements en fonction de ses caractéristiques de fréquence, et est également associé à la question de l'adaptation optimale des convertisseurs et des voies de transmission avec les sources de signaux.
Avec le terme bande de fréquence Les articles suivants sont liés :
Date : 18/04/2016 16:13:20 Clics :
Ian Poole
Notes et détails sur la modulation de fréquence de la bande passante, du spectre et des bandes latérales et leur impact sur l'utilisation de la FM.
La bande passante, le spectre et les bandes latérales sont d'une grande importance lors de l'utilisation de la modulation de fréquence.
Les bandes latérales du signal de fréquence modulé s'étendent de chaque côté de la porteuse principale et entraînent une augmentation de la bande passante globale du signal bien au-delà de celle de la porteuse non modulée.
À mesure que la modulation de la porteuse change, les bandes latérales changent également et donc la bande passante et le spectre global du signal.
Fréquence de modulation de la fonction Bessel et bandes latérales
Tout signal modulé produit des bandes latérales. Dans le cas d'un signal modulé en amplitude, ils sont faciles à déterminer, mais pour la modulation de fréquence la situation n'est pas si simple. Ils dépendent non seulement de l'écart, mais aussi du niveau d'écart, c'est-à-dire de l'indice de modulation M. Le spectre complet est une série infinie de composantes spectrales discrètes exprimées par une formule complexe utilisant la fonction de Bessel du premier type.
On peut voir que le spectre complet est constitué de la porteuse plus un nombre infini de bandes latérales se propageant de chaque côté de la porteuse à des multiples entiers de la fréquence de modulation. Les niveaux relatifs des bandes latérales peuvent être obtenus en se référant à un tableau des fonctions de Bessel. Comme vous pouvez le voir sur l'image ci-dessous, les niveaux relatifs augmentent et diminuent en fonction de différentes valeurs d'indice de modulation.
Niveaux relatifs de porteuse et de bande latérale pour un signal modulé en fréquence
Aux faibles valeurs de l'indice de modulation, lors de l'utilisation de la FM à bande étroite, le signal FM se compose d'une porteuse et de deux bandes latérales, espacées à la fréquence de modulation de chaque côté de la porteuse. Cela ressemble à un signal AM, mais la différence est que la bande latérale inférieure est déphasée de 180 degrés.
À mesure que l’indice de modulation augmente, on constate que d’autres bandes latérales avec une fréquence de modulation double commencent à apparaître. À mesure que l’indice augmente, d’autres bandes latérales supplémentaires peuvent également être observées.
Spectres d'un signal FM avec différents niveaux d'indice de modulation
À certains niveaux de modulation, où l'indice de modulation est égal aux chiffres 2,41, 5,53, 8,65 et à d'autres niveaux spécifiques plus élevés, la porteuse tombe au chiffre réel zéro, le signal est alors simplement constitué de bandes latérales.
bande passante de modulation de fréquence
Dans le cas d'un signal modulé en amplitude, la bande passante requise est le double de la fréquence de modulation maximale. Bien que la même chose soit vraie pour un signal FM à bande étroite, la situation n’est pas vraie pour un signal FM à large bande. Ici, la bande passante requise peut être très grande, avec des bandes latérales détectables réparties sur de grandes quantités de spectre de fréquences. Il est généralement nécessaire de limiter la bande passante du signal afin qu'il ne gêne pas inutilement les stations des deux côtés.
Comme un signal modulé en fréquence possède des bandes latérales qui s'étendent jusqu'à l'infini, il est normal de déterminer la bande passante de quoi et qui contient environ 98 % de la puissance du signal.
La règle empirique, souvent appelée règle de Carson, stipule que 98 % de la puissance du signal est contenue dans une bande de fréquences égale à la fréquence de rejet plus deux fois la fréquence de modulation, soit :
En règle générale, la bande passante d'un signal FM à large bande est limitée par la limite de la règle de Carson - cela réduit les interférences et n'introduit aucune distorsion excessive dans le signal. Autrement dit, pour une station de diffusion VHF-FM, elle doit être de (2 x 75) + 15 kHz, soit 175 kHz. Dans cette optique, un total de 200 kHz est généralement autorisé, ce qui permet à la station de disposer d'une petite bande de garde et de fréquences centrales pouvant atteindre 100 kHz.
Points clés pour la bande passante de modulation et les bandes latérales
Il y a plusieurs points intéressants concernant la bande passante totale de modulation :
La bande passante du signal modulé varie à la fois avec l'écart de fréquence et le rapport de modulation.
L'augmentation de la fréquence de modulation réduit l'indice de modulation - cela réduit le nombre de bandes latérales d'amplitude significative et, par conséquent, la bande passante.
L'augmentation de la fréquence de modulation augmente la séparation de fréquence entre les bandes latérales.
La fréquence de la bande passante de modulation augmente à mesure que la fréquence de modulation augmente, mais n'y est pas directement proportionnelle.
Presque tous les signaux électriques qui affichent des messages réels contiennent un spectre infini de fréquences. Pour une transmission sans distorsion de tels signaux, un canal avec une bande passante infinie serait nécessaire. En revanche, la perte d'au moins une composante spectrale lors de la réception entraîne une distorsion de la forme temporelle du signal. Par conséquent, la tâche consiste à transmettre un signal dans une bande passante de canal limitée de manière à ce que la distorsion du signal réponde aux exigences et à la qualité de la transmission de l'information. Ainsi, la bande de fréquences constitue un spectre de signal limité (basé sur des considérations techniques et économiques et des exigences en matière de qualité de transmission).
La bande passante de fréquence ΔF est déterminée par la différence entre les fréquences supérieure FB et inférieure FH dans le spectre du message, en tenant compte de ses limites. Ainsi, pour une séquence périodique d'impulsions rectangulaires, la bande passante du signal peut être trouvée approximativement à partir de l'expression :
où tn est la durée de l'impulsion.
Le signal téléphonique primaire (message vocal), également appelé signal d'abonné, est un processus aléatoire non stationnaire avec une bande de fréquence de 80 à 12 000 Hz. L'intelligibilité de la parole est déterminée par des formants (régions amplifiées du spectre de fréquences), dont la plupart sont situés dans la bande 300 ... 3 400 Hz. Par conséquent, sur recommandation du Comité consultatif international de téléphonie et de télégraphie (ICITT), une bande de fréquences efficacement transmise de 300 ... 3 400 Hz a été adoptée pour la transmission téléphonique. Ce signal est appelé signal de fréquence vocale (VF). Dans le même temps, la qualité des signaux transmis est assez élevée - l'intelligibilité des syllabes est d'environ 90 % et l'intelligibilité des phrases est de 99 %.
Signaux de diffusion audio. Les sources sonores lors de la transmission des programmes diffusés sont les instruments de musique ou la voix humaine. Le spectre du signal audio occupe la bande de fréquences 20...20 000 Hz.
Pour une qualité suffisamment élevée (chaînes de diffusion de première classe), la bande de fréquence ∆FC doit être de 50...10 000 Hz, pour une reproduction parfaite des programmes diffusés (chaînes de première classe) - 30...15 000 Hz, de deuxième classe - 100... 6800 Hz.
En télévision, la méthode adoptée consiste à convertir alternativement chaque élément de l'image en un signal électrique, puis à transmettre ce signal sur un canal de communication. Pour mettre en œuvre ce principe, des tubes cathodiques spéciaux sont utilisés du côté émetteur, convertissant l'image optique de l'objet transmis en un signal vidéo électrique déplié dans le temps.
Figure 2.2.1 - Conception du tube émetteur
À titre d'exemple, la figure 2.2.1 montre une version simplifiée de l'une des options de tube émetteur. À l’intérieur du flacon en verre, placé sous vide poussé, se trouvent une photocathode translucide (cible) et un projecteur électronique (EP). Un système de déflexion (OS) est placé à l'extérieur du col du tube. Le projecteur génère un mince faisceau d'électrons qui, sous l'influence d'un champ accélérateur, est dirigé vers la cible. Grâce à un système de déviation, le faisceau se déplace de gauche à droite (le long des lignes) et de haut en bas (le long du cadre), parcourant toute la surface de la cible. La collection de toutes les (N) lignes est appelée un raster. Une image est projetée sur la cible du tube, recouverte d'une couche photosensible. De ce fait, chaque section élémentaire de la cible acquiert une charge électrique. Un soi-disant soulagement potentiel se forme. Le faisceau d'électrons, interagissant avec chaque section (point) du relief potentiel, semble effacer (neutraliser) son potentiel. Le courant qui traverse la résistance de charge Rн dépendra de l'éclairage de la zone cible où le faisceau d'électrons frappe, et le signal vidéo Uc sera libéré au niveau de la charge (Figure 2.2.2). La tension du signal vidéo variera d'un niveau « noir », correspondant aux zones les plus sombres de l'image transmise, à un niveau « blanc », correspondant aux zones les plus claires de l'image.
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Les stations sont divisées en analogiques et numériques en fonction du type de commutation. La communication téléphonique, qui fonctionne sur la base de la conversion de la parole (voix) en un signal électrique analogique et de sa transmission sur un canal de communication commuté (téléphonie analogique), a longtemps été le seul moyen de transmettre des messages vocaux à distance. La possibilité d'échantillonner (par temps) et de quantifier (par niveau) les paramètres d'un signal électrique analogique (amplitude, fréquence ou phase) a permis de convertir un signal analogique en signal numérique (discret), de le traiter à l'aide de méthodes logicielles et le transmettre sur les réseaux de télécommunications numériques.
Pour transmettre un signal vocal analogique entre deux abonnés du réseau PSTN (réseau téléphonique public), il est prévu un canal dit à fréquence vocale standard (VoF), dont la bande passante est de 3100 Hz. Dans un système de téléphonie numérique, les opérations d'échantillonnage (en temps), de quantification (en niveau), d'encodage et d'élimination des redondances (compression) sont effectuées sur un signal électrique analogique, après quoi le flux de données ainsi généré est envoyé à l'abonné récepteur et à « l’arrivée » à destination, il est soumis à des procédures inverses.
Le signal vocal est converti à l'aide du protocole approprié, en fonction du réseau via lequel il est transmis. Actuellement, la transmission la plus efficace du flux de tous signaux discrets (numériques), y compris ceux transportant de la parole (voix), est assurée par des réseaux électriques numériques mettant en œuvre des technologies par paquets : IP (Internet Protocol), ATM (Asynchronous Transfer Mode) ou FR. (Relais de trames).
Le concept de transmission numérique de la voix serait né en 1993 à l'Université de l'Illinois (États-Unis). Lors du vol suivant de la navette Endeavour, en avril 1994, la NASA a transmis son image et son son à la Terre à l'aide d'un programme informatique. Le signal reçu était envoyé sur Internet et tout le monde pouvait entendre les voix des astronautes. En février 1995, la société israélienne VocalTec proposait la première version du programme Internet Phone, destinée aux propriétaires de PC multimédia fonctionnant sous Windows. Puis un réseau privé de serveurs de téléphonie Internet a été créé. Et des milliers de personnes ont déjà téléchargé le programme Internet Phone depuis la page d'accueil de VocalTec et ont commencé à communiquer.
Naturellement, d'autres entreprises ont très vite apprécié les perspectives offertes par la possibilité de communiquer dans différents hémisphères et sans payer pour les appels internationaux. De telles perspectives ne pouvaient passer inaperçues et déjà en 1995, un flot de produits conçus pour la transmission vocale sur le réseau est arrivé sur le marché.
Il existe aujourd'hui plusieurs méthodes standardisées de transmission d'informations qui sont les plus répandues sur le marché des services de téléphonie numérique : il s'agit du RNIS, de la VoIP, du DECT, du GSM et de quelques autres. Essayons de parler brièvement des caractéristiques de chacun d'eux.
Alors, qu’est-ce que le RNIS ?
L'abréviation ISDN signifie Integrated Services Digital Network - un réseau numérique avec intégration de services. Il s'agit de la génération moderne du réseau téléphonique mondial, capable de transférer tout type d'informations, y compris une transmission rapide et correcte de données (y compris la voix) de haute qualité d'un utilisateur à l'autre.
Le principal avantage du réseau RNIS est que vous pouvez connecter plusieurs appareils numériques ou analogiques (téléphone, modem, fax, etc.) à une seule extrémité du réseau, chacun pouvant avoir son propre numéro de téléphone fixe.
Un téléphone ordinaire est connecté à un central téléphonique à l'aide d'une paire de conducteurs. Dans ce cas, un binôme ne peut avoir qu’une seule conversation téléphonique. Dans le même temps, du bruit, des interférences, des radios et des voix étrangères peuvent être entendus dans le combiné - les inconvénients de la communication téléphonique analogique, qui « collecte » toutes les interférences sur son passage. Lors de l'utilisation du RNIS, une terminaison de réseau est installée pour l'abonné et le son, converti par un décodeur spécial au format numérique, est transmis via un canal spécialement désigné (également entièrement numérique) à l'abonné récepteur, tout en garantissant une audibilité maximale sans interférence. et distorsion.
La base du RNIS est un réseau construit sur la base de canaux téléphoniques numériques (offrant également la possibilité de transmission de données par commutation de paquets) avec un débit de transfert de données de 64 kbit/s. Les services RNIS sont basés sur deux normes :
Accès de base (Basic Rate Interface (BRI)) - deux canaux B 64 kbit/s et un canal D 16 kbit/s
Accès principal (Primary Rate Interface (PRI)) - 30 canaux B 64 kbps et un canal D 64 kbps
En règle générale, la bande passante BRI est de 144 Kbps. Lorsque vous travaillez avec PRI, l'ensemble du backbone de communication numérique (DS1) est entièrement utilisé, ce qui donne un débit de 2 Mbit/s. Les vitesses élevées offertes par le RNIS le rendent idéal pour une large gamme de services de communication modernes, notamment le transfert de données à haut débit, le partage d'écran, la vidéoconférence, le transfert de fichiers volumineux pour le multimédia, la visiophonie de bureau et l'accès à Internet.
À proprement parler, la technologie RNIS n'est rien d'autre qu'une des variétés de « téléphonie informatique », ou, comme on l'appelle aussi, téléphonie CTI (Computer Telephony Integration).
L'une des raisons de l'émergence des solutions CTI était l'émergence d'exigences visant à fournir aux salariés de l'entreprise des services téléphoniques supplémentaires qui n'étaient soit pas pris en charge par le central téléphonique d'entreprise existant, soit le coût d'achat et de mise en œuvre d'une solution auprès du fabricant de ce central. n'était pas comparable au confort obtenu.
Les premiers signes d'application des services CTI étaient des systèmes de secrétaires électroniques (auto-attendus) et d'accueil vocal interactif automatique (menus), de messagerie vocale d'entreprise, de répondeurs et de systèmes d'enregistrement de conversations. Pour ajouter le service d’une application CTI particulière, un ordinateur a été connecté au central téléphonique existant de l’entreprise. Il contenait une carte spécialisée (d'abord sur le bus ISA, puis sur le bus PCI), qui était reliée au central téléphonique via une interface téléphonique standard. Un logiciel informatique fonctionnant sous un système d'exploitation spécifique (MS Windows, Linux ou Unix) interagissait avec le central téléphonique via une interface de programme (API) d'une carte spécialisée et assurait ainsi la mise en œuvre d'un service de téléphonie d'entreprise supplémentaire. Presque simultanément, une norme d'interface logicielle pour l'intégration informatique-téléphonie a été développée - TAPI (Telephony API).
Pour les systèmes téléphoniques traditionnels, l'intégration CTI s'effectue comme suit : une carte informatique spécialisée est connectée au central téléphonique et transmet (traduit) les signaux téléphoniques, l'état de la ligne téléphonique et ses évolutions sous une forme « logicielle » : messages, événements , variables, constantes. La composante téléphonique est transmise via le réseau téléphonique, et la composante logicielle est transmise via un réseau de données ou réseau IP.
À quoi ressemble le processus d’intégration en téléphonie IP ?
Tout d'abord, il convient de noter qu'avec l'avènement de la téléphonie IP, la perception même d'un central téléphonique (Private Branch eXchange - PBX) a changé. Le PBX IP n'est rien de plus qu'un autre service réseau du réseau IP et, comme la plupart des services réseau IP, il fonctionne conformément aux principes de la technologie client-serveur, c'est-à-dire qu'il suppose la présence de parties service et client. Ainsi, par exemple, un service de messagerie sur un réseau IP comporte une partie service - un serveur de messagerie et une partie client - un programme utilisateur (par exemple, Microsoft Outlook). Le service de téléphonie IP est structuré de manière similaire : la partie service - le serveur IP PBX et la partie client - le téléphone IP (matériel ou logiciel) utilisent un seul support de communication - le réseau IP - pour transmettre la voix.
Qu'est-ce que cela apporte à l'utilisateur ?
Les avantages de la téléphonie IP sont évidents. Parmi eux figurent des fonctionnalités riches, la capacité d'améliorer considérablement l'interaction des employés et en même temps de simplifier la maintenance du système.
De plus, les communications IP évoluent de manière ouverte en raison de la normalisation des protocoles et de la pénétration mondiale de l'IP. Grâce au principe d'ouverture du système de téléphonie IP, il est possible d'étendre les services fournis et de les intégrer aux services existants et prévus.
La téléphonie IP vous permet de créer un système de gestion centralisé unique pour tous les sous-systèmes avec des droits d'accès différenciés et d'exploiter les sous-systèmes dans les divisions régionales en utilisant du personnel local.
La modularité du système de communication IP, son ouverture, son intégration et son indépendance des composants (contrairement à la téléphonie traditionnelle) offrent des opportunités supplémentaires pour construire des systèmes véritablement tolérants aux pannes, ainsi que des systèmes à structure territoriale distribuée.
Systèmes de communication sans fil de la norme DECT :
La norme d'accès sans fil DECT (Digital Enhanced Wired Telecommunications) est le système de communication mobile le plus populaire dans un réseau d'entreprise, l'option la moins chère et la plus simple à installer. Il permet d'organiser la communication sans fil dans toute l'entreprise, si nécessaire pour les utilisateurs « mobiles » (par exemple, la sécurité de l'entreprise ou les chefs d'ateliers et de services).
Le principal avantage des systèmes DECT est qu'à l'achat d'un tel téléphone, vous obtenez presque gratuitement un mini-PBX pour plusieurs numéros internes. Le fait est qu'une fois acheté, vous pouvez acheter des combinés supplémentaires pour la base DECT, chacun recevant son propre numéro interne. Depuis n'importe quel combiné, vous pouvez facilement appeler d'autres combinés connectés à la même base, transférer des appels entrants et internes et même effectuer une sorte de « roaming » - enregistrez votre combiné sur une autre base. Le rayon de réception de ce type de communication est de 50 mètres en intérieur et de 300 mètres en extérieur.
Pour organiser les communications mobiles dans les réseaux publics, on utilise des réseaux cellulaires aux normes GSM et CDMA, dont l'efficacité territoriale est pratiquement illimitée. Ce sont respectivement les normes des deuxième et troisième générations de communications cellulaires. Quelles sont les différences?
Chaque minute, plusieurs téléphones situés à proximité tentent de contacter n'importe quelle station de base d'un réseau cellulaire. Les stations doivent donc offrir un « accès multiple », c'est-à-dire le fonctionnement simultané de plusieurs téléphones sans interférence mutuelle.
Dans les systèmes cellulaires de première génération (normes NMT, AMPS, N-AMPS, etc.), l'accès multiple est mis en œuvre par la méthode fréquentielle - FDMA (Frequency Division Multiple Access) : la station de base dispose de plusieurs récepteurs et émetteurs, dont chacun fonctionne à sa propre fréquence et le radiotéléphone s'accorde sur n'importe quelle fréquence utilisée dans le système cellulaire. Après avoir contacté la station de base sur un canal de service spécial, le téléphone reçoit une indication des fréquences qu'il peut occuper et les syntonise. Ce n’est pas différent de la façon dont une onde radio particulière est réglée.
Cependant, le nombre de canaux pouvant être attribués à la station de base n'est pas très important, d'autant plus que les stations voisines du réseau cellulaire doivent avoir des jeux de fréquences différents afin de ne pas créer d'interférences mutuelles. La plupart des réseaux cellulaires de deuxième génération ont commencé à utiliser la méthode temps-fréquence de division des canaux - TDMA (Time Division Multiple Access). Dans de tels systèmes (et il s'agit de réseaux de normes GSM, D-AMPS, etc.), différentes fréquences sont également utilisées, mais chacun de ces canaux est attribué au téléphone non pas pour toute la durée de la communication, mais uniquement pour de courtes périodes. Les mêmes intervalles restants sont alternativement utilisés par d'autres téléphones. Les informations utiles dans ces systèmes (y compris les signaux vocaux) sont transmises sous forme « compressée » et sous forme numérique.
Le partage de chaque canal de fréquences avec plusieurs téléphones permet de desservir un plus grand nombre d'abonnés, mais il n'y a toujours pas suffisamment de fréquences. La technologie CDMA, construite sur le principe de division en code des signaux, a pu améliorer considérablement cette situation.
L'essence de la méthode de division de code utilisée dans CDMA est que tous les téléphones et stations de base utilisent simultanément la même (et en même temps la totalité) plage de fréquences allouée au réseau cellulaire. Afin que ces signaux haut débit se distinguent les uns des autres, chacun d’eux possède un code « coloration » spécifique qui garantit qu’il se démarque des autres.
Au cours des cinq dernières années, la technologie CDMA a été testée, standardisée, autorisée et lancée par la plupart des fournisseurs d'équipements sans fil et est déjà utilisée dans le monde entier. Contrairement à d'autres méthodes d'accès des abonnés au réseau, où l'énergie du signal est concentrée sur des fréquences ou des intervalles de temps sélectionnés, les signaux CDMA sont distribués dans un espace temps-fréquence continu. En fait, cette méthode manipule la fréquence, le temps et l’énergie.
La question se pose : les systèmes CDMA, dotés de telles capacités, peuvent-ils coexister « pacifiquement » avec les réseaux AMPS/D-AMPS et GSM ?
Il s’avère qu’ils le peuvent. Les autorités de régulation russes ont autorisé l'exploitation de réseaux CDMA dans la bande de fréquences radio 828 - 831 MHz (réception du signal) et 873-876 MHz (transmission du signal), où se trouvent deux canaux radio CDMA d'une largeur de 1,23 MHz. À son tour, la norme GSM en Russie se voit attribuer des fréquences supérieures à 900 MHz, de sorte que les plages de fonctionnement des réseaux CDMA et GSM ne se chevauchent en aucun cas.
Ce que je veux dire en conclusion :
Comme le montre la pratique, les utilisateurs modernes se tournent de plus en plus vers les services à large bande (vidéoconférence, transfert de données à haut débit) et préfèrent de plus en plus un terminal mobile à un terminal filaire classique. Si l'on prend également en compte le fait que le nombre de ces candidats dans les grandes entreprises peut facilement dépasser le millier, nous obtenons un ensemble d'exigences que seul un central numérique moderne (PBX) puissant peut satisfaire.
Aujourd'hui, le marché propose de nombreuses solutions de divers fabricants qui possèdent à la fois les capacités des PBX, commutateurs ou routeurs traditionnels pour les réseaux de données (y compris les technologies RNIS et VoIP) et les propriétés des stations de base sans fil.
Les PBX numériques d'aujourd'hui, dans une plus large mesure que d'autres systèmes, répondent à ces critères : ils disposent de capacités de commutation de canaux à large bande, de commutation de paquets, s'intègrent facilement aux systèmes informatiques (CTI) et permettent l'organisation de microcellules sans fil au sein des entreprises (DECT).
Parmi les types de communication suivants, lequel est le meilleur ? Décider vous-même.
Habituellement, nous ne nous soucions pas du fonctionnement de la ligne téléphonique (mais pas lorsque nous devons crier à pleins poumons dans le téléphone : « S'il vous plaît, répétez, je n'entends rien ! »).
Les compagnies de téléphone offrent une grande variété de services à leurs clients. Il n'est pas si facile de comprendre les listes de prix de ces services - ce qui est réellement proposé et combien vous devez payer pour chaque service. Nous ne parlerons pas de prix dans cet article, mais nous tenterons de découvrir quelles sont les différences entre les produits et services téléphoniques les plus couramment proposés.
LIGNES ANALOGIQUES, LIGNES NUMÉRIQUES
Premièrement, les lignes peuvent être analogiques et numériques. Le signal analogique change continuellement ; il a toujours une valeur spécifique, représentant, par exemple, le volume et la hauteur de la voix transmise, ou la couleur et la luminosité d'une certaine zone de l'image. Les signaux numériques n'ont que des valeurs discrètes. En règle générale, le signal est activé ou désactivé, soit il est présent, soit il ne l'est pas. En d’autres termes, sa valeur est soit 1, soit 0.
Les lignes téléphoniques analogiques sont utilisées en téléphonie depuis des temps immémoriaux. Même les téléphones vieux de cinquante ans peuvent très probablement être connectés à une boucle locale - la ligne entre la prise téléphonique domestique et le central téléphonique. (Un central téléphonique n'est pas un gratte-ciel brillant au centre d'une ville ; la boucle d'abonné moyenne ne fait pas plus de 2,5 miles (quatre kilomètres) de long, donc un « central téléphonique » est généralement situé dans un bâtiment quelconque à proximité.)
Lors d'une conversation téléphonique, le microphone intégré au combiné convertit la parole en un signal analogique, qui est transmis au central téléphonique, d'où il est acheminé soit vers une autre boucle d'abonné, soit vers d'autres appareils de commutation si le numéro appelé est en dehors de la zone de couverture. de cet échange. Lors de la composition d'un numéro, le téléphone génère des signaux intrabande transmis sur le même canal principal, indiquant à qui l'appel est destiné.
Au cours de leur existence, les compagnies de téléphone ont accumulé une vaste expérience dans la transmission vocale. Il a été établi que la gamme de fréquences de 300 à 3 100 Hz est généralement suffisante pour accomplir cette tâche. Rappelons que les systèmes audio hi-fi sont capables de reproduire le son sans distorsion dans la gamme de fréquences de 20 à 20 000 Hz, ce qui signifie que la portée téléphonique est généralement suffisante pour que l'abonné reconnaisse l'appelant par la voix (pour d'autres applications, cela la portée est probablement trop étroite - pour transmettre de la musique, par exemple, la communication téléphonique est totalement inadaptée). Les compagnies de téléphone assurent une diminution douce de la réponse amplitude-fréquence aux hautes et basses fréquences en utilisant un canal téléphonique analogique de 4 000 Hz.
En règle générale, le central téléphonique numérise le signal destiné à être transmis ultérieurement sur le réseau téléphonique. À l'exception du comté de Gilbeth (Arkansas) et de Rat Fork (Wyoming), tous les réseaux téléphoniques américains transmettent numériquement les signaux entre les stations centrales. Bien que de nombreuses entreprises utilisent des centraux privés numériques et des installations de transmission de données, et que toutes les installations RNIS soient basées sur le codage numérique, les boucles d'abonnés restent le « dernier bastion » des communications analogiques. Cela s'explique par le fait que la plupart des téléphones domestiques ne disposent pas de moyens de numérisation du signal et ne peuvent pas fonctionner avec des lignes avec une bande passante supérieure à 4 000 Hz.
A quoi sert 4000 Hz ?
Un modem est un appareil qui convertit les signaux numériques d'un ordinateur en signaux analogiques dont les fréquences se situent dans la bande passante d'une ligne téléphonique. Le débit maximum d'un lien est directement lié à la bande passante. Plus précisément, le débit (en bits/s) est déterminé par la bande passante et la tolérance du rapport signal/bruit. Actuellement, le débit maximum des modems - 33,6 Kbps - est déjà proche de cette limite. Les utilisateurs de modems 28,8 Kbps savent bien que les lignes analogiques bruyantes fournissent rarement leur plein débit, qui est souvent bien inférieur. La compression, la mise en cache et d'autres astuces contribuent à améliorer quelque peu la situation, et pourtant nous vivrons plus probablement pour voir l'invention d'une machine à mouvement perpétuel que pour voir l'avènement de modems avec une bande passante de 50 ou au moins 40 Kbps sur analogique ordinaire lignes.
Les compagnies de téléphone résolvent le problème inverse : numériser le signal analogique. Pour transmettre le signal numérique résultant, des canaux avec une bande passante de 64 Kbit/s sont utilisés (c'est la norme mondiale). Ce canal, appelé DS0 (signal numérique, niveau zéro), est l'élément de base à partir duquel toutes les autres lignes téléphoniques sont construites. Par exemple, vous pouvez combiner (le terme correct est condenser) 24 canaux DS0 en un canal DS1. En louant une ligne T-1, l'utilisateur reçoit effectivement une chaîne DS1. Lors du calcul du débit total de DS1, nous devons nous rappeler que tous les 192 bits de données (soit 8 000 fois par seconde), un bit de synchronisation est transmis : un total de 1,544 Mbps (64 000 fois 24 plus 8 000).
Lignes louées, lignes commutées
En plus de la ligne T-1, le client peut louer des lignes louées ou utiliser des lignes de commutation classiques. En louant un circuit T-1 ou une ligne de données à faible débit, comme un service de téléphonie numérique (DDS), auprès d'une compagnie de téléphone, l'abonné loue en réalité une connexion directe et, par conséquent, devient le seul utilisateur d'un Circuit 1,544 Mbps (T-1) ou 56 Kbit/s (ligne bas débit).
Bien que la technologie Frame Relay implique la commutation de trames individuelles, les services correspondants sont proposés à l'utilisateur sous la forme de canaux de communication virtuels entre points d'extrémité fixes. Du point de vue de l'architecture du réseau, le relais de trames doit être considéré davantage comme une ligne dédiée que comme une ligne commutée ; Il est également important que le prix d’un tel service pour la même bande passante soit nettement inférieur.
Les services de commutation (un exemple serait le service d'un téléphone résidentiel ordinaire) sont des services achetés auprès de la compagnie de téléphone. Sur demande, l'abonné bénéficie d'une connexion via un réseau de commutateurs publics à n'importe quel nœud du réseau téléphonique. Contrairement aux lignes louées, les frais sont ici facturés en fonction du temps de connexion ou du volume réel du trafic et dépendent dans une large mesure de la fréquence et du volume d'utilisation du réseau. Les services de communications numériques peuvent être fournis sur la base des protocoles X.25, Switched 56, RNIS Basic Rate Interface (BRI), RNIS Primary Rate Interface (PRI), Switched Multimegabit Data Service (SMDS) et ATM. Certaines organisations, comme les universités, les chemins de fer ou les municipalités, créent des réseaux privés en utilisant leurs propres commutateurs et lignes louées, et parfois même leurs propres lignes.
Si la ligne que vous recevez de la compagnie de téléphone est numérique, l'échange de données entre le réseau téléphonique et l'équipement terminal (terme de la compagnie de téléphone désignant les équipements tels que les ordinateurs, les télécopieurs, les visiophones et les téléphones numériques) n'a pas d'effet. nécessitent une conversion numérique-analogique et ne nécessitent donc pas de modem. Cependant, dans ce cas, l'utilisation du réseau téléphonique impose certaines exigences à l'abonné. En particulier, vous devez vous assurer que la boucle locale est correctement terminée, que le trafic est correctement acheminé et que les diagnostics de la compagnie de téléphone sont pris en charge.
La ligne prenant en charge le protocole RNIS BRI doit être connectée à un appareil appelé NT1 (terminaison réseau 1). En plus de terminer la ligne et de prendre en charge les procédures de diagnostic, le dispositif NT1 coordonne une boucle d'abonné à deux fils avec un système d'équipement terminal numérique à quatre fils. Lors de l'utilisation de lignes numériques louées T-1 ou DDS ou de services de communications numériques, une unité de service de canal (CSU) doit être utilisée comme charge de ligne. Le CSU fonctionne comme un terminateur, garantit une charge de ligne correcte et traite les commandes de diagnostic. L'équipement terminal du client interagit avec une unité de service de données (DSU), qui convertit les signaux numériques sous une forme standard et les transmet au CSU. Structurellement, CSU et DSU sont souvent combinés en un seul module appelé CSU/DSU. Le DSU peut être intégré à un routeur ou un multiplexeur. Ainsi, dans ce cas (bien que les modems ne soient pas nécessaires ici), l'installation de certains périphériques d'interface sera nécessaire.
MÉDIAS POUR LES COMMUNICATIONS TÉLÉPHONIQUES
La plupart des boucles d'abonnés analogiques ne peuvent fournir un débit de 33,6 Kbps que dans des conditions très favorables. D'un autre côté, le même câble à paire torsadée reliant le bureau au bureau central pourrait facilement être utilisé pour exécuter RNIS BRI, offrant un débit de données de 128 Kbit/s et 16 Kbit/s supplémentaires pour la gestion et la configuration. Quel est le problème? Le signal transmis sur les lignes téléphoniques analogiques est filtré pour supprimer toutes les fréquences supérieures à 4 kHz. Lors de l'utilisation de lignes numériques, un tel filtrage n'est pas nécessaire, la bande passante de la paire torsadée est donc beaucoup plus large et, par conséquent, le débit augmente.
Les lignes louées d'une capacité de 56 et 64 Kbps sont des lignes numériques à deux ou quatre fils (dans ce dernier cas, une paire est utilisée pour l'émission et l'autre pour la réception). Les mêmes lignes conviennent comme support pour fournir des services de communication numérique, par exemple, Frame Relay ou Switched 56. Des lignes à quatre fils ou même des câbles optiques sont souvent utilisés comme support pour T-1, ainsi que RNIS PRI et Frame Relay. . Les lignes T-3 sont parfois des câbles coaxiaux, mais le plus souvent elles sont basées sur des câbles optiques.
Bien que le RNIS continue de recevoir le plus d'attention en tant que moyen de transmission de signaux à grande vitesse sur de longues distances, de nouveaux moyens de communication du dernier kilomètre (c'est-à-dire la boucle locale) ont récemment fait leur apparition. PairGain et AT&T Paradyne proposent des produits basés sur la technologie de boucle d'abonné numérique (HDSL) à haut débit de Bellcore. Ces produits vous permettent d'égaliser les capacités de toutes les boucles d'abonnés existantes ; En installant des appareils HDSL aux deux extrémités de la ligne, vous pouvez obtenir un débit DS1 (1,544 Mbit/s) sur presque toutes les boucles d'abonnés existantes. (Le HDSL jusqu'à 3,7 km de long peut être utilisé sur les boucles d'abonnés sans répéteurs dans le cas de fils standard de calibre 24. Pour que les lignes T-1 régulières fonctionnent, des répéteurs doivent être installés tous les kilomètres et demi). Une alternative au HDSL pour atteindre le débit DS1 du dernier kilomètre consiste soit à utiliser un câble optique (qui est assez cher), soit à installer plusieurs répéteurs sur chaque ligne (pas aussi cher que la technologie à fibre optique, mais toujours pas bon marché). De plus, dans ce cas, les coûts de la compagnie de téléphone, et donc du client, pour maintenir la ligne en état de fonctionnement augmentent considérablement.
Mais même le HDSL n'est pas le dernier mot en matière de technologie dans le domaine de l'augmentation de la capacité sur le dernier kilomètre. Le successeur du HDSL, la technologie de ligne d'abonné numérique asymétrique (ASDL), devrait fournir un débit de 6 Mbps dans une direction ; le débit de l'autre est nettement inférieur – environ 64 Kbps. Idéalement, ou du moins en l'absence de monopole - en supposant que le coût du service pour le client est approximativement égal à son coût pour la compagnie de téléphone - une grande partie des clients pourrait utiliser le RNIS PRI (ou d'autres services basés sur T-1). ) à un coût comparable au prix actuel du RNIS BRI.
Aujourd’hui, cependant, les partisans du RNIS n’ont probablement pas de quoi s’inquiéter ; Dans la plupart des cas, les compagnies de téléphone choisiront d’augmenter la capacité des lignes et d’empocher tous les bénéfices sans réduire le coût du service pour le client. Il n’est pas du tout évident que les tarifs des services doivent être fondés sur le bon sens.
Type de ligne | Service | Type de commutation | Opérateur de boucle d'abonné |
Ligne analogique | Changement de ligne | Paire torsadée à deux fils |
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DS0(64 Kbit/s) | DDS (ligne louée) | Ligne louée | |
PVC avec commutation | Paire torsadée à deux ou quatre fils |
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Commutation | Paire torsadée à deux ou quatre fils |
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Changement de ligne | Paire torsadée à deux ou quatre fils |
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Changement de ligne | Paire torsadée à deux ou quatre fils |
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Changement de ligne | Paire torsadée à deux fils |
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DS0 multiples (de 64 Kbps à 1 536 Mbit/s incréments de 64 Kbit/s) | Ligne louée | Paire torsadée à deux ou quatre fils |
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PVC avec commutation | Paire torsadée à deux ou quatre fils |
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(1 544 Mbit/s) (24 lignes DS0) | Ligne louée T-1 | Ligne louée | |
PVC avec commutation | Paire torsadée à quatre fils ou fibre optique |
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Commutation de paquets | Paire torsadée à quatre fils ou fibre optique |
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Changement de ligne | Paire torsadée à quatre fils ou fibre optique |
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(44 736 Mbit/s) (28 lignes DS1, 672 lignes DS0) | Commutation cellulaire | ||
Commutation de paquets | Câble coaxial ou fibre optique |