1.2 Оконечные устройства тракта телефонной передачи

1.2.1 Характеристики речевых сигналов

Звеньями тракта передачи речевых сообщений являются звуковые (акустические) поля, которые образуются в воздушных пространствах между преобразователями и органами речи и слуха человека.

Энергетическими характеристиками звукового поля являются звуковое давление Р и интенсивность звука J. При нормальном атмосферном давлении и температуре 20С плотность воздуха =1,205 кг/м³ и скорость звука с=344 м/с. Для этих условий получены выражения для Р и J, имеющие практическое значение:

, (1)

(2)

Спектр мощности сигнала речи имеет максимум вблизи частоты 4000Гц и спадает на более высоких частотах со скоростью около 9дБ на октаву. В соответствии с рекомендациями МСЭ-Т при обработке сигналов речи ограничиваются интервалом частот 300-3400Гц.

Длительность звуков речевого сигнала составляет от нескольких десятков до нескольких сотен миллисекунд при среднем значении 130 мс, причем среднее значение для гласных звуков 210 мс, а для согласных 95 мс.

Мгновенный уровень речевого сигнала изменяются в диапазоне 35-40дБ. При этом уровень согласных в среднем на 20дБ ниже уровня гласных.

Слуховое ощущение прироста громкости звука подчиняется психофизиологическому закону Вебера-Фехнера, по которому прирост ощущения пропорционален логарифму отношения раздражений.

Для получения прироста ощущения в децибелах коэффициент пропорциональности принимают равным десяти.

Для определения уровня интенсивности и звукового давления на любой частоте приняты интенсивность нулевого уровня J₀=10^-12 Вт/м² и звуковое давление нулевого уровня .

Величины J₀ и Р₀ приблизительно соответствуют минимальной интенсивности и минимальному звуковому давлению, воспринимаемыми человеческим ухом в области частоты 1000Гц. Таким образом, уровни интенсивности и звукового давления, измеряемые в децибелах, определяются по формуле

, (3)

Область звуковых ощущений у человека лежит между порогом слышимости и порогом болевого ощущения.

Порог слышимости – минимальный уровень звукового сигнала (порог чувственности), общепринятый начальный уровень P₀=20 мкПа. Уровень звукового давления обозначается SPL и для порога слышимости составляет 0дБ SPL.

Порог болевого ощущения – максимальный уровень, который соответствует звуковому давлению примерно 200 Па и составляет примерно 140дБ SPL.

Реальные примеры уровней звукового давления показаны на рисунке 1.4

Рисунок 1.4 – Уровни звукового давления

1.3.Базовая структура сети абонентского доступа

1.3.1 Структура типовой абонентской сети

Типовая абонентская линия может быть организована одним из следующих способов:

1. индивидуальная двухпроводная физическая цепь, которая может содержать участки кабеля с разным диаметром жил;

2. двухпроводная физическая цепь, используемая двумя оконечными устройствами (спаренное включение);

3. индивидуальный канал, организованный малоканальной системой передачи (система АВУ – абонентская высокочастотная установка; ЦСПАЛ цифровая система передачи по абонентской линии).

Типовая абонентская сеть имеет комбинированную систему построения (рисунок 1.5), то есть использует сочетание двух принципов организации абонентского доступа:

1) «шкафная система»;

2) «прямое питание».

Рисунок 1.5 – Типовая структура абонентской сети

Вышеперечисленные варианты не могут рассматриваться как перспективные направления развития абонентских сетей из-за низкой надежности и невысокого качества передачи информации на участке между оконечными устройствами и коммутационной системой.

Абонентские линии представляют собой один из самых дорогостоящих элементов телекоммуникационной сети и, одновременно, тот уровень в иерархии сети, который используется наименее эффективно. Стоимость абонентской сети составляет 32% от стоимости на создание и эксплуатацию местной сети. Стоимость абонентской сети может быть снижена нескольким способами:

1. уменьшением длины абонентских линий;

2. максимальным доведением цифрового потока до оконечного устройства;

3. применением новых технологий абонентского доступа.

К перспективным технологиям абонентского доступа относятся:

• доступ посредством индивидуальных двухпроводных абонентских линий;

• доступ посредством цифровых абонентских линий;

• доступ через выносные устройства (концентраторы, мультиплексоры);

• доступ посредством индивидуальных абонентских линий, образованных радиоудлинителя (радиоудлинитель – совокупность приемника и передатчика для создания одной АЛ, включенной в абонентский комплект коммутационной системы);

• доступ посредством оборудования для организации беспроводного доступа;

• доступ посредством основного или первичного доступа ЦСИО (цифровая сеть с интеграцией обслуживания);

• доступ посредством оптического кабеля (сеть оптического доступа).