電信網絡的性能置度

交換技術與網絡管控責任編輯：qj227711 2013-03-18

摘要：1.4電信網絡的性能置度為了說明電信網絡的性能量度概念，我們先以電話通信網為例說明對電話通信的基本要求。這種要求實質上就是對通信質量的要求。電話通信的最基本功能是傳遞人類的語言信息。為了使人們的語言經過電話通信系統(tǒng)傳遞后，能夠聽得到、聽得懂，達到滿意的程度。因此，電話通信系統(tǒng)中的終端設備、傳輸設備和交換設備

1.4 電信網絡的性能置度

為了說明電信網絡的性能量度概念，我們先以電話通信網為例說明對電話通信的基本要求。這種要求實質上就是對通信質量的要求。

電話通信的最基本功能是傳遞人類的語言信息。為了使人們的語言經過電話通信系統(tǒng)傳遞后，能夠聽得到、聽得懂，達到滿意的程度。因此，電話通信系統(tǒng)中的終端設備、傳輸設備和交換設備都應滿足語言和聽覺方面的要求，這些要求主要有以下幾點。

1.聲音響度要足夠大

我們知道，人們在進行面對面交談時，如果講話人的聲音太小，對方就聽不到或聽不清楚。同樣，經過電話通信系統(tǒng)傳送后的語音信息，也應保證聲音有足夠大的響度。

要保證聲音的響度，就要保證發(fā)話端能產生足夠響度的聲能。一個人講話，其語音所發(fā)出來的能量經過測量約為：

人們打電話時總希望能夠像平時與別人交談那樣，不必高聲呼叫，因此，要求電話機的送話器接收1-10nw的功率就能可靠地工作。

人的耳朵所聽到的聲音，并不是講話人所發(fā)出的全部聲能，送入人耳朵最好的聲強為。在收聽電話時，送入受話器的電話功率在1nW以上時就可以聽到足夠大的聲音。

老式話機中常用的炭精送話器，在聲能轉換為電能時有放大作用。而對電磁式送話器、壓電陶瓷送話器和駐極體送話器來說，則要在電話機中裝置放大電路，以達到輸出功率的要求。我們要求送話器可送出103nW的電功率，受話器只需接收lnW的功率就可以了，因此，經過電話通信系統(tǒng)所允許的最大凈損耗不得超過：

有關交換設備中如何保證不超過允許的最大凈衰耗，我們將在后續(xù)章節(jié)中介紹。

1.要有適當的清晰度

電話通信系統(tǒng)為了保證用戶接收到聲音的足夠響度，可用限制全程凈袞耗的辦法來解決：

而保證聲音的清晰程度，則要求電話通信系統(tǒng)必須能夠傳送適當寬的頻率范圍。

據試驗，人類語言的基本頻率范圍為80-1200Hz，但在語言中除基本頻率外，還包含著比基頻高的各種頻率。實驗告訴我們，如果沒有其他因素（如噪聲）對語聲的影響，把語言頻帶限制在200-7000Hz，可以完全不影響語聲的淸晰度。

所謂清晰度就是在發(fā)話端發(fā)出一定數量的無意義音節(jié)，在收聽端由幾個收聽者記錄聽到的音節(jié)，統(tǒng)計其記錄中正確接收的音節(jié)和發(fā)話端所發(fā)音節(jié)總和的百分比稱為清晰度。

人與人之間的電話通信通過清晰度來評定質量，是一種較為客觀的方法。如果發(fā)話端發(fā)出的是單詞或句子，則統(tǒng)計能正確理解原意的單詞或句子所占的百分比，就稱做單詞或句子的可懂度。由于單詞是有規(guī)律的音節(jié)的組合，句子則更有其規(guī)律性，因此，在同一電話通信系統(tǒng)中傳送單詞或句子的可懂度比傳送音節(jié)的清晰度要髙。例如，音節(jié)淸晰度達60%-70%時，單詞的可懂度可達到70%-80%，句子的可懂度可達到95%。

如果要求通過電話通信系統(tǒng)傳送語聲的清晰度要非常好，最理想的是把語音中的200-7000Hz頻帶全都從發(fā)話端送到接收端。但這樣做的結果是使電話通信系統(tǒng)中的各種設備成本提高，從而使電話通信難以普及。在實際系統(tǒng)中，只要傳送語聲頻帶的主要部分，使收聽者能夠聽得清、聽得懂、就達到電話通信的基本要求了由實驗可知，電話通信系統(tǒng)如果傳送300-2700Hz時，音節(jié)淸晰度為92%；如果傳送300-3400Hz時，音節(jié)淸晰度可達96%?，F代電話通信系統(tǒng)選用的電話傳輸頻帶均為300-3400Hz。

　　2.減小聽覺的疲乏和消除聲音的掩蔽現象

傳輸質量不同，終端設備技術參數不同，給打電話的人的感覺也會不一樣。有些電話使用起來，用戶會產生聽覺疲乏現象。電話通信是傳遞電話用戶之間的語言信息，因此，電話通信的質量與人耳的聽覺特性有關？例如，在收聽電話時，若某種較強的單頻信號通過受話器連續(xù)作用于人耳，其聽覺靈敏度就會因聽覺神經的疲乏而降低，甚至在這種聲音消失后還要經過3?5秒鐘后才能逐漸恢復常態(tài)。這種聽覺的疲乏現象，就要求在設計電話機電路時要采用消側音電路以減少聽覺的疲乏。

當兩個不同響度的聲音同時進入人耳時，強音能壓倒弱音，這種由于另一種聲音的存在，影響了人耳收聽電話中傳來的聲音現象，稱為聲的掩蔽現象。為了消除或減弱電話通信時附近的干擾聲，這就要求電話機應安裝在安靜的場所。例如，裝在電信營業(yè)廳的電話機，應裝在電話隔音間內，又如人工交換室內應該按聲學要求采取措施。

上述電話通信的基本要求只說明了語言信息傳遞的要求。現代電信網絡業(yè)務不同，對通信質量的要求有所不同。但電信網絡的基本任務不管是哪種業(yè)務都需要快速、準確、不間斷地完成。系統(tǒng)性能的好壞，直接關系到信號傳輸的質燉。因此，如何來衡最通信系統(tǒng)的優(yōu)劣是一個十分重要的問題。但制定系統(tǒng)的性能指標又是一個復雜的問題，它涉及系統(tǒng)的以下各方面的指標。

有效性：指傳輸信息的速度，如碼元速率、信息速率、頻率利用率、其他網絡資源的利用率等。

可靠性：指傳輸信息的質量。一般用響度標準和數字信息的誤碼率來表示。

適應性：指系統(tǒng)對不同運營環(huán)境和外界條件變化的適應能力。

標準性：指縮短研制通信設備的周期，降低生產成本，便于用戶選購，便于維修等。

經濟性：指性能價格比。經濟性還和頻帶利用率、信號功率利用率有關。

可維護性：指系統(tǒng)的維修簡單方便程度。

保密性：指系統(tǒng)對所傳輸信號的加密措施。

工藝性：指系統(tǒng)設備的各種工藝水平。

在上述各定性指標中，系統(tǒng)的有效性和可靠性起著主導作用。前者指傳輸的“速度”問題，它是用來衡量通信系統(tǒng)在單位時間內傳輸信息的數最是多少。而后者主要是指傳輸的“質ft”問題，它是用來衡量通信系統(tǒng)傳輸消息質量的好壞。而通信系統(tǒng)的有效性與可靠性互相是矛盾的。因為，要求傳輸質量好，傳輸的速度就受到限制；反之，要求傳輸速度高，其質燉就可能差一些。所以在實踐中，要根據實際要求取得相對的統(tǒng)一。在滿足一定可靠性指標條件下，盡量提高傳輸速度，或在一定傳輸速度條件下，盡量提高傳輸質景。

在模擬通信系統(tǒng)中，信息傳輸的有效性常用有效傳輸頻帶來度量，信息傳輸的可靠性常用接收端輸出的信噪比來度量。所謂信噪比是信號的平均功率與噪聲的平均功率之比。信噪比越大，通信質量越好。一般要求信噪比不低于26dB。

在數字通信系統(tǒng)中，信息傳輸的有效性通常用碼元傳輸速率（傳碼率）/fB來衡量，或用信息傳輸速率（傳信率）札來衡量。

所謂碼元是指在數字通信中，常用一系列時間等長的電信號波形表示數字信息，這樣一個個電信號波形稱為碼元，一個電信號波形占有的時間間隔稱為碼元長度，也稱為碼元周期。

碼元傳輸速率（傳碼率）/?B定義為每秒鐘傳送的碼元數目，單位為波特（Baud），簡寫為B比特是信息量的單位，常寫成“bit”.每個二進制碼元所含的信息量就定為lbit.信息傳輸速率（傳信率）札定義為每秒鐘所傳送的信息，單位是bit/s（比特/秒），還可用kbit/s（千比特/秒）和Mbit/s（兆比特/秒）？

傳信率也可以認為是每秒鐘所傳輸的二進制碼元數。

傳碼率和傳信率雖然都用來衡量數字通信系統(tǒng)的有效性，但二者之間是有區(qū)別的。在二進制條件下，兩者在數值上相等，但單位不同。在多進制情況下，兩者間在數值上是不等的，兩者間的數值關系為