Távközlő hálózatok és szolgáltatások Jelátviteli követelmények. Beszédkódolók

Hasonló dokumentumok
Távközlő hálózatok és szolgáltatások IP hálózatok elérése távközlő és kábel-tv hálózatokon

Távközlő hálózatok és szolgáltatások Beszédátvitel IP felett: VoIP Beszédkódolók

Távközlő hálózatok és szolgáltatások Távközlő rendszerek áttekintése

Távközlő hálózatok és szolgáltatások Beszédátvitel IP felett: VoIP

Távközlő hálózatok és szolgáltatások Gyakorlat, demó

Távközlő hálózatok és szolgáltatások

Távközlő hálózatok és szolgáltatások IP hálózatok elérése távközlő és kábel-tv hálózatokon

Távközlő hálózatok és szolgáltatások Távközlő rendszerek áttekintése

Távközlő hálózatok és szolgáltatások Távközlő rendszerek áttekintése

Kommunikációs hálózatok 2 Analóg és digitális beszédátvitel

Távközlő hálózatok és szolgáltatások Távközlő rendszerek áttekintése

Kommunikációs hálózatok 2 Analóg és digitális beszédátvitel

Távközlő hálózatok és szolgáltatások IP hálózatok elérése távközlő és kábel-tv hálózatokon

Távközlő hálózatok és szolgáltatások

Távközlő hálózatok és szolgáltatások Távközlő rendszerek áttekintése

Távközlő hálózatok és szolgáltatások VoIP Kapcsolástechnika

Infokommunikáció. Forgalmi tervezés, VoIP. - Varga Pál, BME TMIT -

Távközlő hálózatok és szolgáltatások IP hálózatok elérése távközlő és kábel-tv hálózatokon

Távközlő hálózatok és szolgáltatások IP hálózatok elérése távközlő és kábel-tv hálózatokon

Távközlő hálózatok és szolgáltatások IP hálózatok elérése távközlő és kábel-tv hálózatokon

Távközlő hálózatok és szolgáltatások Mobiltelefon-hálózatok

Távközlő hálózatok és szolgáltatások Mobiltelefon-hálózatok: UMTS

Választható önálló LabView feladatok 2017

Távközlő hálózatok és szolgáltatások Távközlő rendszerek áttekintése

THSZ Távközlő hálózatok és szolgáltatások

Választható önálló LabView feladatok A zárójelben szereplő számok azt jelentik, hogy hány főnek lett kiírva a feladat

Választható önálló LabView feladatok 2013 A zárójelben szereplő számok azt jelentik, hogy hány főnek lett kiírva a feladat

Elektronika Előadás. Digitális-analóg és analóg-digitális átalakítók

Objektív beszédminősítés

Távközlő hálózatok és szolgáltatások Mobiltelefon-hálózatok

Távközlő hálózatok és szolgáltatások

Voice over IP (VOIP) Dr. Répás Sándor

Távközlő hálózatok és szolgáltatások Távközlő rendszerek áttekintése

Objektív beszédminısítés

Távközlő hálózatok és szolgáltatások Távközlő rendszerek áttekintése

Híradástechnika I. 7.ea

Távközlő hálózatok és szolgáltatások Mobiltelefon-hálózatok

A beszéd. Segédlet a Kommunikáció-akusztika tanulásához

Kommunikációs hálózatok 2

Távközlő hálózatok és szolgáltatások IP hálózatok elérése távközlő és kábel-tv hálózatokon

Kommunikációs hálózatok 2 Távközlő rendszerek áttekintése Számozás, ISDN, tel. kp

Távközlő hálózatok és szolgáltatások IP hálózatok elérése távközlő és kábel-tv hálózatokon

Beszédinformációs rendszerek 5. gyakorlat Mintavételezés, kvantálás, beszédkódolás. Csapó Tamás Gábor

Távközlő hálózatok és szolgáltatások Optikai hozzáférési hálózatok

Mobil kommunikáció /A mobil hálózat/ /elektronikus oktatási segédlet/ v3.0

Iványi László ARM programozás. Szabó Béla 6. Óra ADC és DAC elmélete és használata

THSZ Távközlő hálózatok és szolgáltatások

Távközlő hálózatok és szolgáltatások Mobiltelefon-hálózatok

Építsünk IP telefont!

THSZ Távközlő hálózatok és szolgáltatások

TestLine - rekaviharitesztje-01 Minta feladatsor

Kommunikációs hálózatok 2

Digitális mérőműszerek. Kaltenecker Zsolt Hiradástechnikai Villamosmérnök Szinusz Hullám Bt.

Távközlő hálózatok és szolgáltatások VITMA310

A/D és D/A átalakítók gyakorlat

Beszédátvitel a GSM rendszerben, fizikai és logikai csatornák

Távközlı hálózatok és szolgáltatások

Távközlő hálózatok és szolgáltatások Távközlő rendszerek áttekintése

Híradástechikai jelfeldolgozás

Távközlő hálózatok és szolgáltatások Távközlő rendszerek áttekintése

Új módszerek és eszközök infokommunikációs hálózatok forgalmának vizsgálatához

Értékelés Összesen: 100 pont 100% = 100 pont A VIZSGAFELADAT MEGOLDÁSÁRA JAVASOLT %-OS EREDMÉNY: EBBEN A VIZSGARÉSZBEN A VIZSGAFELADAT ARÁNYA 15%.

Mintavételezés és AD átalakítók

2. gyakorlat Mintavételezés, kvantálás

Technológiai, fizikai, gazdasági háttérismeretek Gyakorlat dr. Henk Tamás BME TMIT szept. 18.

Értékelés Összesen: 100 pont 100% = 100 pont A VIZSGAFELADAT MEGOLDÁSÁRA JAVASOLT %-OS EREDMÉNY: EBBEN A VIZSGARÉSZBEN A VIZSGAFELADAT ARÁNYA 35%.

Távközlő hálózatok és szolgáltatások Beszédátvitel IP felett: VoIP

Távközlő hálózatok és szolgáltatások

Kábeltelevíziós és mobil hálózatok békés egymás mellett élése. Előadó: Putz József

Távközlő hálózatok és szolgáltatások Mobiltelefon-hálózatok

Pantel International Kft. Általános Szerződési Feltételek bérelt vonali és internet szolgáltatásra

IP alapú távközlés Átviteltechnika (vázlat)

FIGYELEM! Ez a kérdőív az adatszolgáltatás teljesítésére nem alkalmas, csak tájékoztatóul szolgál!

Elektronika Előadás. Modulátorok, demodulátorok, lock-in erősítők

A LED, mint villamos alkatrész

DOCSIS és MOBIL békés egymás mellett élése Putz József Kábel Konvergencia Konferencia 2018.

Gigabit Ethernet, 10 Gigabit Ethernet. Jákó András BME EISzK

DTRA 900 EDGE. Kétirányú erősítőről lévén szó a DTRA 900 EDGE berendezés vevőági része egy kis zajú erősítő (LNA),

Távközlő hálózatok és szolgáltatások

Analóg digitális átalakítók ELEKTRONIKA_2

Távközlő hálózatok és szolgáltatások Távközlő rendszerek áttekintése

Energiaminőség- és energiamérés LINETRAXX PEM330/333

Informatikai eszközök fizikai alapjai Lovász Béla

Energiaminőség- és energiamérés LINETRAXX PEM330/333

PSTN összeköttetések vizsgálata

MÉRÉSTECHNIKA. BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Fazekas Miklós (1) márc. 1

Kitöltési útmutató A NEM ELŐFIZETÉSES MŰSORTERJESZTÉS KÉRDŐÍVHEZ ( ) július

Távközlı hálózatok és szolgáltatások

Adatátviteli eszközök

Telefonos és elektronikus ügyfélkapcsolati asszisztens

FIGYELEM! Ez a kérdőív az adatszolgáltatás teljesítésére nem alkalmas, csak tájékoztatóul szolgál!

Távközlő hálózatok és szolgáltatások IP hálózatok elérése távközlő és kábel-tv hálózatokon

FIGYELEM! Ez a kérdőív az adatszolgáltatás teljesítésére nem alkalmas, csak tájékoztatóul szolgál!

Az Informatika Elméleti Alapjai

Erősítő tanfolyam Keverők és előerősítők

a NAT /2010 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Választható önálló LabView feladatok 2009 A zárójelben szereplő számok azt jelentik, hogy hány főnek lett kiírva a feladat

Digitális mérőműszerek

1. A hang, mint akusztikus jel

HD-csatornák jövője a távközlési szolgáltató szemszögéből

Átírás:

Távközlő hálózatok és szolgáltatások Jelátviteli követelmények. Beszédkódolók Németh Krisztián BME TMIT 2009. nov. 11.

A tárgy feléítése 1. Bevezetés 2. IP hálózatok elérése távközlő és kábel-tv hálózatokon 3. VoIP 4. Kacsolástechnika 5. Mobiltelefon-hálózatok 6. Jelátviteli követelmények, kodekek 7. Forgalmi követelmények, hálózatméretezés (helyet cserélt a 6-os fejezettel) 8. Jelzésátvitel 9. Hálózati szolgáltatások (Henk Tamás) 10. Gerinchálózati technikák (Cinkler Tibor) 11. Távközlő rendszerek teleítése és üzemeltetése (Cinkler Tibor) 2

Jelátviteli követelmények, beszédkódolók Jelátviteli követelmények, beszédkódolók Beszédátviteli követelmények A visszhangról Beszédkódolók 3

Jelátviteli követelmények, kodekek Henk-Németh jegyzetben! ld. a weblaon: htt://w3.tmit.bme.hu/thsz/thv1_3_1.df (4. fejezet) Átviendő jelek bemutatása, secifikálása Jel: átvitt információ rerezentálása Minőségi araméterek megadása Sok jel együtt: forgalom Forgalom: jelek összességének hálózaton való megjelenése Forgalmi követelmények megadása Ezek hálózatonként mások-mások Cél: tudjuk, mire kell a hálózatot tervezni/méretezni 4

Jelátviteli követelmények, beszédkódolók Jelátviteli követelmények, beszédkódolók Beszédátviteli követelmények A visszhangról Beszédkódolók 5

Beszédátviteli követelmények Többségében ITU szabvány De itt csak a lényeg 1. Érthetőség Elsődleges követelmény: mondatérthetőség: 95-97% Azaz kb. 60-70% szótagérthetőség Ez nem elég könnyen mérhető: műszakibb követelményekre fordítjuk ezt le Megj.: nincs magasan a léc 6

Beszédátviteli követelmények 2. Sávszélesség Emberi fül: max. 20 Hz -- 20 khz 300 Hz -- 3400 Hz: 99,9% mondatérthetőség ha minden más araméter tökéletes 3. Csillaítás enélkül túl hangos lenne 30-40 db Szerencsére: a 2/4 huzalos átalakításnál egyébként is fellé csillaítás 7

Kitérő: decibel bemeneti teljesítmény: P 1 kimeneti teljesítmény: P 2 csillaítás (a): a db = 10 lg P1 P 2 erősítés (A): A db = 10 lg P P 1 P1 = 10 lg P 2 = 2 a db megj.: elektronikában: P=U 2 /R (U: effektív érték) ekkor ha R 1 =R 2 : 2 U 2 2 P2 R2 U 2 U A db = 10 lg = 10 lg = 10 lg = 20 lg 2 2 P1 U1 U1 U R db: dimenzió nélküli szám, csak jelölés (mint a rad) 1 2 1 8

Beszédátviteli követelmények 4. Csillaításingadozás csillaítás változása a frekvencia fv-ében referencia fr.: 1020 Hz csill.ing.(f) = a(f) - a(ref.fr.) csilla ításingadozás (db) 3,0 2,0 élda karakterisztika 1,5 1,1 0,7 0 200 400 1020 3600 300 600 2400 3000 3400 frekv. (Hz) -0,6 9

Beszédátviteli követelmények 5. Jel/zaj viszony hasznos jel teljesítménye / zaj teljesítménye nem érthető zaj: min. 10-20 db érthető zaj: min 25-30 db áthallás visszhang 10

Beszédátviteli követelmények 6. Késleltetés szájtól fülig / egyirányú késleltetés összetevők: terjedési idő eszközök késleltetése limit: 400 ms, de ajánlott 150 ms alatt maradni GEO műholdaknál csak a terjedési idő 240-280 ms! lehet azért ilyenkor beszélni, csak lassan, megvárva a másik felet de: visszhang! visszhang keletkezik a vevőnél ez adott késleltetés felett zavaró a határ: 12,5 ms felette: visszhangelnyomás visszhangos kacsolaton nagyon kellemetlen beszélni 11

Beszédátviteli követelmények 7. Késleltetés ingadozása (jitter, delay variation) frekvencia szerint: magasabb hangok késleltetése kisebb régen volt tiikus sáv közeén +-30 ms, sáv szélén +-60 ms idő szerint (egy adott frekvencián): +-30 ms 12

Beszédátviteli követelmények 8. Nemlineáris torzítás kimeneti és bemeneti jel erőssége nem konstansszoros (nem alakhű átvitel) tiikusan: U ki ideális átvitel valós átvitel U be Mérőszáma: teljes harmonikus torzítás (THD, Total Harmonic Distortion) 13

Beszédátviteli követelmények 8. Nemlineáris torzítás teljes harmonikus torzítás def: bemenetre: max. amlitúdójú szinuszos jel kimenet torzított, összetevőire bontjuk (Fourier sor) Alaharmonikus: A 0 Felharmonikusok: A 1, A 2,... Ekkor: THD% = f = 1 A 0 A 2 f 100 Távbeszélő hálózatokban: THD max. 10% (régen: 30%) Megj: Hi-Fi: ugyanez, ott 0,5-1%, a jó (sőt, akár 0,0x%!) függ az erősítéstől is: l. 100 W-os erősítő 10W-on kevésbé torzít, mint egy 10-15 W-os 14

Jelátviteli követelmények, beszédkódolók Jelátviteli követelmények, beszédkódolók Beszédátviteli követelmények A visszhangról Beszédkódolók 15

A 2/4 huzalos átalakítás megvalósítása (ism.: thsz10/10. dia) a két különböző irányú jel szueronálása, majd szétválasztása avagy villaáramkör, alias hibrid analóg előfizetői hurokban használatos egyszerű többfélekéen megvalósítható, alább egy transzformátoros megvalósítás látható a mikrofon árama nem jut be a hangszóróba a mikrofon áramának fele jut csak az előfiz. hurokra ha a vonalutánzat nem ontos: visszhang keletkezik analóg távbeszélő készülék: hibrid: kiegészítő magyarázat: htt://tel.tmit.bme.hu/meresek/3-6.htm htt://tel.tmit.bme.hu/meresek/hibrid.htm 16

Visszhang Több helyen keletkezhet, de a 2/4 huzalos átalakításnál jellemző Példa átviteli út: (egy vonal egy vezeték) előfiz. hurok 4/2 2/4 4/2 2/4 néhány km önhang visszhang földfelszíni v. műholdas rádiós kacsolat eredő csillaítás: 0 db táv: 10-20.000 km.................. hurok! (műholdas átvitelnél akár ennél is több) visszhang előfiz. hurok néhány km önhang 17

Visszhang Önhang: hasznos! kb. 25 db csillaítás A hurkot ki kell küszöbölni, hogy: ne gerjedjen ne torzítsa az átvitelt ne legyen többszörös visszhang Visszhang: 12,5 ms alatt nem különböztethető meg az önhangtól (nincs vele gond) kritikus táv, ha csak a terjedési késleltetést nézzük: 0,0125 s * 250 000 km/s = 3125 km 3000 km (közegbeli fénysebesség alacsonyabb c-nél) de ez oda-vissza értendő, tehát kb. 1500 km földrajzi táv a kritikus felette valamit kezdeni kell vele 31 db, vagy nagyobb csillaítás már jó 18

Visszhang kezelése Visszhangzár: ugyanez a túloldalon is...... VAD 4/2 VAD: Voice Activity Detector, beszéddetektor: észleli, hogy éen beszél-e a távoli fél beszéd esetén e kacsolás lezárja a visszamenő erősítőt emiatt féldulex elavult 19

Visszhang kezelése Visszhangtörlő (VT, echo canceller) ugyanez a túloldalon is...... hibajel VT 4/2 feladata a visszhang modellezése megfelelő késleltetés megfelelő csillaítás megfelelő torzítás ezek időben változhatnak, mert: környezeti hatások (l. hő) változnak kihangosítást bekacsolhatják menet közben ezért adatív eszköz a hibajel mérésével: visszhang felismerése és törlése 20

Jelátviteli követelmények, beszédkódolók Jelátviteli követelmények, beszédkódolók Beszédátviteli követelmények A visszhangról Beszédkódolók 21

Beszédkódolók Beszéd digitalizálása: kodek (KÓdoló, DEKódoló), codec (COder, DECoder) analóg jelek dekódoló kódoló digitális csatorna dekódoló kódoló analóg jelek kodek kodek Megj.: általában a kodek A/D -D/A átalakító, lehet l. filmhez is Mi most csak beszédkódolókkal foglalkozunk Ugyanaz a kódoló mindkét oldalon, vagy hálózaton belüli konverzió Kodek: főleg fekete doboz (black box) szemlélet most 22

2/4 huzalos rendszerek (ismétlés) Négyhuzalos rendszer: két érár egy éráron egyirányú jeláramlás Kéthuzalos rendszer ugyanazon az éráron kétirányú jeláramlás Kodek mindig négyhuzalos (feléítése miatt) Kézibeszélő négyhuzalos (értelemszerű) Előfizetői hurok kéthuzalos (így olcsóbb) Közonton belüli feldolgozás manaság négyhuzalos (így egyszerűbb) A végberendezés A A 4/2 2/4 kodek kodek D végberendezés (a) analóg végberendezés 4/2 D (b) digitális végberendezés A D helyi közont (részlet) 2/4 D helyi közont (részlet) 23

Kodek jellemzők bitsebesség 2,4 -- 64 kb/s beszédhangminőség nehéz objektíven mérni MOS (Mean Oinion Score, átlagolt véleményontok): 15-40 ember ontoz több mintát, az egészet átlagolják 1: elfogadhatatlan, 2: gyenge, 3: közees, 4: jó, 5: tökéletes 4 felett: nagyon jónak számít kódolási késleltetés minél nagyobb időszeletet dolgozunk fel egyszerre, annál jobban tömöríthetünk -- nagyobb késleltetés árán 0,125 80 ms komlexitás főleg mozgó eszközök esetében fontos mértékegység: MIPS (Million Instructions Per Second, millió utasítás másodercenként) 24

Kodek jellemzők robosztusság hiba esetén nincs idő újraadásra rádiós átvitel hibaaránya kb. 10-3 hibajavító kódolás, FEC (Forward Error Correction, előremenő hibajavítás tandemezhetőség és átkódolhatóság önmagával vagy más kodekkel egymás után csatolása: hogyan tűri? átlátszóság DTMF (Dual Tone MultiFrequency, kéthangú többfrekvenciás jelzésátviteli rendszer), adatátvitel lehetséges? adativitás A kodek1 D1 A D2 kodek1 kodek2 kodek2 A terhelés esetén kisebb jelsebesség de: hálózat nehezebben tervezhető 25

Kódoló tíusok Hullámforma kódoló analóg jel alakjának a megőrzése jó minőség nagy sebesség átlátszóság Vokóder adó oldalon: beszédből jellemző araméterek kiszűrése vevő oldalon: ezek alaján beszéd szintetizálás kis sebesség eredetire nem nagyon hasonlító hang Hibrid kódoló előbbiek keveréke 26

Kódoló tíusok 5 MOS 4 3 2 hibrid kódolók vokóderek hullámforma-kódolók 1 2 4 8 16 32 64 bitsebesség [kbit/s] log! 27

ADPCM ADPCM: adatív differenciális PCM (Adative Differential PCM) egymás utáni minták különbségének a kódolása 8 bites mintákból 2, 3, 4 vagy 5 biten 2: 16 kbs 3: 24 kbs 4: 32 kbs 5: 40 kbs Leggyakoribb a 32 kbs-os 28

Kódoló tíusok Szabvány v. kódoló neve Fő alkalmazás Bevezetés éve Adatsebsség (kbit/s) Beszédhangminőség (MOS) Kódolási késleletetés (ms) Számítási komlexitás (MIPS) G.711 vezetékes 1972 64 4,5 0,125 0,52 (PCM) távb. h. G.721/G.726 vezetékes 1984* / 16/24/32*/40 4,1* 0,125 7,2 (ADPCM) távb. h. 1990 GSM 06.10 GSM 1989 13 3,7 20 4,5 (FR) GSM 06.20 GSM 1994 5,6 3,5 24,4 17,5 (HR) GSM 06.60 GSM 1995 13 4,0 20 14,4 (EFR) GSM 06.90 3G mozgó 1998 4,75-12,2 3,5-4,0 20 15-25 (AMR) távb. h. G.723.1 VoIP 1996 6,3 5,3 3,9 3,6 30 30 15 20 G.729 VoIP 1996 8 4,0 15 11 LPC-10 katonai 1976 2,4 2,3 22,5 7 *: G.721 FR: Full Rate, teljes sebességű HR: Half Rate, félsebességű EFR: Enhanced Full Rate, javított teljes sebességű AMR: Adative Multirate, adatív többsebességű 29

Beszéddetektor (angolul: Voice Activity Detector, VAD) Ha az adott fél é nem beszél, akkor nem küldünk jelet csökkenthető a kodek teljesítményfelvétele (mozgó készüléknél jó) sávszélesség sórolható ha van statisztikus nyalábolás, VoIP l. ilyen Vevő oldalon komfortzaj, hogy ne legyen zavaró a csend Alkalmazás, l.: mozgó távbeszélő rendszerek műholdas rendszerek VoIP rendszerek telefon kihangosítók 30