Транспорт в XXI веке: состояние и перспективы
жүктеу/скачать 8,29 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Липская М.А
- ИССЛЕДОВАНИЕ ДИСПЕРСИОННЫХ ИСКАЖЕНИЙ В ОПТИЧЕСКОМ ВОЛОКНЕ
- Бахтиярова Е.А.
- Для аппроксимации одномерной ПРВ используем достаточно хорошо зарекомендовавшую себя при анализе сообщений русской речи плотность
- В работе
- = - 0,1865; σ х =1580,205.
- В качестве модели одномерной ПРВ речевого сообщения устной речи на казахском языке выберем успешно использованную для сообщений устной речи на
- Продолжительность реализации t, мин В ер оя тн ос ть п
1. Модернизация сети DWDM для нужд АО «Транстелеком». Презентация АО «Транстелеком». 2. Отчет о проделанной работе филиала ДЭТС в 2012 году. АО «Транстелеком», Астана, 2013г. 3. Анализ коэффициента готовности сети. Презентация АО «Транстелеком», Кемельбеков Б.Ж.
МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ, ПОСВЯЩЕННОЙ 135-ЛЕТИЮ М. ТЫНЫШПАЕВА ТРАНСПОРТ В XXI ВЕКЕ: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ _____________________________________________________________________________
370
Липская М.А. – доцент, к.т.н., Казахская академия транспорта и коммуникаций им. М.Тынышпаева (г. Алматы, Казахстан) Е.Н. Несипбеков – магистрант, Казахская академия транспорта и коммуникаций им. М.Тынышпаева (г. Алматы, Казахстан)
Наряду с коэффициентом затухания ОВ важнейшим параметром является дисперсия, которая определяет его пропускную способность для передачи информации [1]. Хроматическая (частотная) дисперсия вызвана наличием спектра частот у источника излучения, характером диаграммы направленности и его некогерентностью. Хроматическая дисперсия, в свою очередь, делится на материальную, волноводную и профильную (для реальных волокон). Материальная дисперсия, или дисперсия материала, зависит (для прозрачного материала) от частоты w (или длины волны l) и материала ОВ, в качестве которого, как правило, используется кварцевое стекло. Возникновение дисперсии в материале световода даже для одномодовых волокон обусловлено тем, что оптический источник, возбуждающий вход (светоизлучающий диод – СИД или лазерный диод - ЛД), формирует световые импульсы, имеющие непрерывный волновой спектр определенной ширины (например, для СИД это примерно 35-60 нм, для многомодовых ЛД (ММЛД) – 2-5 нм, для одномодовых ЛД (ОМЛД) – 0,01-0,02 нм). Различные спектральные компоненты импульса распространяются с разными скоростями и приходят в определенную точку (фазу формирования огибающей импульса) в разное время, приводя к уширению импульса на выходе и, при определенных условиях, к искажению его формы. Материальную дисперсию можно определить через удельную дисперсию по выражению [1]:
1
.
(1)
Величина М(λ) определяется экспериментальным путем. При разных составах легирующих примесей в ОВ М(λ) имеет разные значения в зависимости от λ. В таблице 1 представлены типичные значения удельной материальной дисперсии.
Таблица 1 – Типичные значения удельной материальной дисперсии Длина волны λ, мкм 0 ,6
0 ,8
1 ,0
1 ,2
1 ,3
1 ,4
1 ,55
1 ,6
1 ,8
М(λ), пс/(км× нм) 4 00 1 25
4 0 1 0 - 5 - 5 - 18 - 20 - 25
Волноводная (внутримодовая) дисперсия обусловлена процессами внутри моды. Она характеризуется направляющими свойствами сердцевины ОВ, а именно: зависимостью групповой скорости моды от длины волны оптического излучения, что приводит к различию скоростей распространения частотных составляющих излучаемого спектра. Поэтому внутримодовая дисперсия, в первую очередь, определяется профилем показателя преломления ОВ и пропорциональна ширине спектра излучения источника Δλ, то есть [1] МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ, ПОСВЯЩЕННОЙ 135-ЛЕТИЮ М. ТЫНЫШПАЕВА ТРАНСПОРТ В XXI ВЕКЕ: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ _____________________________________________________________________________
371
2
) ( LB вв
(2) где В(λ) – удельная внутримодовая дисперсия, значения которой представлены в таблице 2. Таблица 2 – Значения удельной волноводной дисперсии Длина волны λ, мкм 0
0 ,8
1 ,0
1 ,2
1 ,3
1 ,4
1 ,55
1 ,6
1 ,8
В(λ), пс/(км× нм)
5 5 6 7 8 8 1 2 1 4 1 6 Профильная дисперсия проявляется в реальных оптических волокнах, которые могут быть регулярными (например, с регулярной, геликоидальной структурой), нерегулярными (например, нерегулярное изменение границы раздела ППП), неоднородными (например, наличие инородных частиц). К основным причинам возникновения профильной дисперсии относятся поперечные и продольные малые отклонения (флуктуация) геометрических размеров и формы волокна, например: небольшой эллиптичности поперечного сечения волокна; изменение границы профиля показателя преломления (ППП); осевые и внеосевые провалы ППП, вызванные особенностями технологии изготовления ОВ. Продольные флуктуации могут возникать в процессе изготовления ОВ и ОК, строительства и эксплуатации ВОЛС. В ряде случаев профильная дисперсия может оказать существенное влияние на общую дисперсию. Профильная дисперсия может появляться как в многомодовых, так и в одномодовых ОВ. Для инженерных расчетов можно использовать упрощенную формулу [1]
2
t пр = П(l) (D l) L,
(3) где П(l) – удельная профильная дисперсия (таблица 3); Dl - ширина спектра излучения источника; L – длина линии. Удельная профильная дисперсия, выражается в пикосекундах на километр длины световода и на нанометр ширины спектра.
Таблица 3 - Значения удельной профильной дисперсии Длина волны l , мкм 0,6 0,8
1,0 1,2
1,3 1,4
1,55 1,6
1,8 П(l ), пс/(км× нм) 0 1,5
5 2,5
4 5 5,5 6,5 7,5
Так как хроматическая дисперсия включает в себя разновидности материальной, волноводной и профильной, описанных вышей дисперсий, то можно определить ее зависимость от длины волны и ширины спектра излучения. Произведем моделирование влияния ширины спектральной характеристики источника оптического излучения и длины оптического волокна на составляющие и результирующую хроматической дисперсии.
МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ, ПОСВЯЩЕННОЙ 135-ЛЕТИЮ М. ТЫНЫШПАЕВА ТРАНСПОРТ В XXI ВЕКЕ: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ _____________________________________________________________________________
372
Вычисленное значение
Рисунок 1 – Исходные данные хроматической дисперсии
Рисунок 2 – Кривые зависимости ширины спектральной характеристики источника оптического излучения и длины оптического волокна на составляющие и результирующую хроматической дисперсии
5 . 19 5 . 2 7 10 МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ, ПОСВЯЩЕННОЙ 135-ЛЕТИЮ М. ТЫНЫШПАЕВА ТРАНСПОРТ В XXI ВЕКЕ: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ _____________________________________________________________________________
373
Делая вывод по моделированию можно сказать следующее - хроматическая дисперсия зависит от длины волны и ширины спектра излучения. Вывод: Сравнивая дисперсионные характеристики различных световодов, можно отметить, что лучшими с этой точки зрения являются одномодовые световоды, где присутствует лишь хроматическая дисперсия, величина которой не превышает нескольких пикосекунд в определенном диапазоне длин волн (l =1,2...1,6 мкм). В нашем случае можно отметить, что хроматическая дисперсия зависит от длины волны и ширины спектра излучения.
Литература 1. Лабораторный практикум «Исследование дисперсионных искажений импульсов в оптическом волокне». - СибГУТИ, 2009. 2. Андрэ Жирар. Руководство по технологии и тестированию WDM. – М.: EXFO, 2001. 3. Пояснительная записка к проекту «Строительство малой ж.д. линии Жетыген – Коргас – Государственная граница Республики». EL-02/АСПМК-СС.ОТ.2. ТОО «АСПМК». 4. Каток В., Ковтун А. Дисперсия в световодах. Сети и телекоммуникации № 4, 2006. 5. Кившарь Ю.С., Агравал Г.П. Оптические солитоны. От волоконныхсветоводов к фотонным кристаллам. - М.: Физматлит, 2005.
им. М.Тынышпаева (г. Алматы, Казахстан) АманжоловаК.Б. – ТОО «КАР-ТЕЛ» ПЛОТНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕРОЯТНОСТЕЙ РЕЧЕВОГО СООБЩЕНИЯ НА КАЗАХСКОМ ЯЗЫКЕ
При оценке качества передачи речи в первичной цифровой системе передачи в теории передачи информации широко применяются различные аппроксимации (модели Величкина, Давенпорта, Ричардса и других исследователей) усредненной по времени плотности распределения вероятностей (ПРВ) мгновенного значения речевого сигнала [2,6,7 и др.]. Для аппроксимации одномерной ПРВ используем достаточно хорошо зарекомендовавшую себя при анализе сообщений русской речи плотность гиперэкспоненциального распределения, предложенную в работах [2-5] x - x - e e W(x)
R ,
(1)
где R, , -коэффициенты. В работе [5] были уточнены параметры аппроксимации (1) экспериментальной ПРВ мгновенного значения для сообщений устной речи на русском языке МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ, ПОСВЯЩЕННОЙ 135-ЛЕТИЮ М. ТЫНЫШПАЕВА ТРАНСПОРТ В XXI ВЕКЕ: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ _____________________________________________________________________________
374
R=3,396/ζ х ;β=102,845/ζ х ; α=7,272/ζ(2)
Для определения достаточной (для экспериментального определения плотности) продолжительности реализации для сообщенийустной речи на казахском языке (которая измеряется величинами L, отсчет и t, мин.) в работе 9
были получены оценки развития математического ожидания m х и среднего квадратического отклонения ζ х , а также относительных погрешностей δm х , δζ х ,% их определения, от продолжительности реализаций.
Поскольку динамический диапазон речевого сигнала должен совпадать с диапазоном кодера и составлять 40 дБ по мощности согласно рекомендации G.712 ITU-T [2], постольку, используя диапазон значений случайной величины х мгновенного значения речевого сигнала-100<х<100, будем определять плотностьW Э (х) для речевого сигнала, динамический диапазон которого совпадает с диапазоном кодера [5]. Результаты ПРВ случайной величины х мгновенного значения устной речи на казахском языке представлены в работе 8 .
казахском языке выберем успешно использованную для сообщений устной речи на русском, английском, испанском и вьетнамском языках [1] гиперэкспоненциальную аппроксимацию (1).
Рисунок 1 С использованием методики [5] в работе [9] получены параметры аппроксимации ПРВ мгновенных значений сообщения устной казахской речи 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -1 -0,8
-0,6 -0,4
-0,2 0 0,2 0,4 0,6
0,8 1 х /ζ х
ζ х W(х) ζ x W Арус (х)
ζ х W Эрус (х)
ζ х W Эказ (х)
ζ х W А1 (х)
ζ х W Аказ (х)
МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ, ПОСВЯЩЕННОЙ 135-ЛЕТИЮ М. ТЫНЫШПАЕВА ТРАНСПОРТ В XXI ВЕКЕ: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ _____________________________________________________________________________
375
R=4,583/ζ х ; β=138,79/ζ х ; α=9,814/ζ х .(3)
В работе [2] на основании анализа продолжительности реализации речевого сообщения, исчисляемой десятками секунд, получены значения аппроксимации W А1 (х), которые представлены на рис.1. При сравнении значений W А1 (х)и оценки W Эрус (х) плотности распределения вероятностей речевого сообщения устной речи на русском языке в работе [5] отмечено существенное их расхождение. Сравнение производилось для нормированных плотностей, то есть при одинаковых значениях ζ х , а, следовательно, и одинаковых значениях мощности речевого сообщения. Значения аппроксимации W Эказ (х) для казахской речи представлены на рисунке 1. Целесообразно не прибегать к аппроксимациям, используя в расчетных формулах оценивания качества восстановления речевого сообщениянепосредственно экспериментальное распределение вероятностей [10,11].
Литература 1. Горелов Г.В., Ромашкова О.Н., Чан Туан Ань. Качество управления речевым трафиком в телекоммуникационных сетях. - М: Радио и связь, 2001. 2. Лукова О.Н. Анализ качества стохастической цифровой передачи речевой информации (Методика и ее использование при разработке информационных систем). Диссертация на соискание ученой степени канд.техн.наук. М.МИИТ.1994. - 149 с. 3. ГореловГ.В., РомашковаО.Н. Modelling of Speech Information Probability Characteristics for Anflysis of Speech Digital Transmission Quality. ТЕМРТ‘96 София 1996 с.104-111. 4. Шелухин О.И., Лукьянцев Н.Ф. Цифровая обработка и передача речи /Под ред. О.И.Шелухина. – М.: Радио и связь, 2000. – 456 с. 5. Толмачев П.Н. Методы имитационного моделирования в определении качества стохастической цифровой передачи речевой информации. Диссертация на соискание ученой степени канд.техн.наук. - М.МИИТ, 2006. 6. Величкин А.И. Передача аналоговых сообщений по цифровым каналам связи. М.: Радио и связь, 1983.-240 с. 7. Рабинер
Л.Р., Шафер
Р.В. Цифровая обработка речевых
сигналов М.: Радио и связь -1981.- 496 с. 8. Горелов Г.В., Толмачев П.Н., Бахтиярова Е.А. Статистические свойства отсчета речевого сигнала русской и казахской речи на входе интерполирующего фильтра цифровой системы передачи //Информационно-управляющие системы
на железнодорожном транспорте. Украина – Харьков.-2006, №4. - с.68-75 9. Горелов Г.В., Бахтиярова Е.А., Карпов А.В. (при участии Толмачева П.Н.). Вероятностные характеристики речевого трафика //Мир транспорта 2007, №1,с.22-25 10. Толмачев П.Н., Бахтиярова Е.А., Корнева Н.В. Спектральная плотность мощности речевого сообщения на казахском языке. Труды научно-практической конференции Неделя науки – 2006 «Наука – транспорту» М.:МИИТ, 2006.- с.II-40. 11. Горелов Г.В., Толмачев П.Н., Бахтиярова Е.А. Статистические свойства отсчета речевого сигнала русской и казахской речи на входе интерполирующего фильтра цифровой системы передачи //Информационно-управляющие системы на железнодорожном транспорте. Украина – Харьков.-2006, №4. - с.68-75
МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ, ПОСВЯЩЕННОЙ 135-ЛЕТИЮ М. ТЫНЫШПАЕВА ТРАНСПОРТ В XXI ВЕКЕ: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ _____________________________________________________________________________
376
Бахтиярова Е.А. – доцент, к.т.н., Казахская академия транспорта и коммуникаций им. М.Тынышпаева (г. Алматы, Казахстан) ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПЕРЕДАЧИ РЕЧИ В СЕТЯХ С КОММУТАЦИЕЙ ПАКЕТОВ
В настоящее время в нагрузке телекоммуникационных сетей Республики Казахстан возрастает доля речевого трафика, расширяются сферы применения речевых услуг, что приводит к необходимости увеличения числа и эффективности использования имеющихся каналов. В условиях интенсивного развития телекоммуникационных сетей практически отсутствует информация о вероятностных характеристиках сообщения устной казахской речи, его аналитические модели. Определение характеристик сообщения устной казахской речи и их моделей, их использование для оценивания качества восстановления речи в телекоммуникационных системах, применение результатов в производственной деятельности субъектов с учетом требований Международного союза электросвязи представляются актуальными задачами для телекоммуникационных сетей Республики Казахстан. В настоящее время для увеличения эффективности процесса передачи разработаны и широко используются цифровые системы передачи (ЦСП) с преднамеренным введением стохастичности в процесс дискретизации. Под стохастическими ЦСП (СЦСП) понимаем ЦСП, на вход восстанавливающих устройств которых поступает стохастический поток отсчетов дискретизированной речи [1,2]. Для анализа качества воспроизведения казахской речи при различных реализациях статистического уплотнения необходимо распределение вероятностей P(Х) случайной величины X количества подряд отбракованных отсчетов в рекуррентном потоке на входе интерполирующего фильтра дополнительного комплекта.
Рисунок 1 0 0,01 0,02 0,03
0,04 0,05
0,06 0,07
0 5 10 15 20 25 30 35
В ер оя тн ос ть п от ер и от сч ет а, Ӛ МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ, ПОСВЯЩЕННОЙ 135-ЛЕТИЮ М. ТЫНЫШПАЕВА ТРАНСПОРТ В XXI ВЕКЕ: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ _____________________________________________________________________________
377
В качестве входных данных используются два файла типа «RAW» (побайтный поток отсчетов ИКМ с параметрами, определенными рекомендацией G.711 ITU-T), полученные путем конвертирования реальных аудиозаписей телефонных разговоров двух пар абонентов. С целью определения статистики коллизий, «столкновения отсчетов» основного и дополнительного комплекта каждый отсчет основного комплекта преобразован к виду «активный/пассивный». В работе [3] определена достаточная (для имитационного моделирования) продолжительность реализации речевого сообщения (L в отсчетах и t в минутах) с использованием развития оценки вероятности θ отбраковки отсчета дополнительного комплекта и относительной погрешности δθ,% ее определения. Из рисунка 1 видно, что значение оценки θ практически стабилизируется (при выполнении условия ׀δθ׀<2%) при t ≥ 20 мин. С запасом выбираем продолжительности L=14 400 000 отсчетов (30 мин) для реализаций речевых сообщений основного и дополнительного комплектов. Результат моделирования – распределение вероятностей P(Х) случайной величины X количества подряд отбракованных отсчетов впотокена входе интерполирующего фильтра дополнительного комплекта в условиях фиксированного приоритета представлены в таблице 1 [4].
Таблица 1. Распределение вероятностей p(X) при значениях случайной величины Х, отсчет
жүктеу/скачать 8,29 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|