电信网络的性能置度

1.4 电信网络的性能置度

为了说明电信网络的性能量度概念，我们先以电话通信网为例说明对电话通信的基本要求。这种要求实质上就是对通信质量的要求。

电话通信的最基本功能是传递人类的语言信息。为了使人们的语言经过电话通信系统传递后，能够听得到、听得懂，达到满意的程度。因此，电话通信系统中的终端设备、传输设备和交换设备都应满足语言和听觉方面的要求，这些要求主要有以下几点。

1.声音响度要足够大

我们知道，人们在进行面对面交谈时，如果讲话人的声音太小，对方就听不到或听不清楚。同样，经过电话通信系统传送后的语音信息，也应保证声音有足够大的响度。

要保证声音的响度，就要保证发话端能产生足够响度的声能。一个人讲话，其语音所发出来的能量经过测量约为：

人们打电话时总希望能够像平时与别人交谈那样，不必高声呼叫，因此，要求电话机的送话器接收1-10nw的功率就能可靠地工作。

人的耳朵所听到的声音，并不是讲话人所发出的全部声能，送入人耳朵最好的声强为。在收听电话时，送入受话器的电话功率在1nW以上时就可以听到足够大的声音。

老式话机中常用的炭精送话器，在声能转换为电能时有放大作用。而对电磁式送话器、压电陶瓷送话器和驻极体送话器来说，则要在电话机中装置放大电路，以达到输出功率的要求。我们要求送话器可送出103nW的电功率，受话器只需接收lnW的功率就可以了，因此，经过电话通信系统所允许的最大净损耗不得超过：

有关交换设备中如何保证不超过允许的最大净衰耗，我们将在后续章节中介绍。

1.要有适当的清晰度

电话通信系统为了保证用户接收到声音的足够响度，可用限制全程净衮耗的办法来解决：

而保证声音的清晰程度，则要求电话通信系统必须能够传送适当宽的频率范围。

据试验，人类语言的基本频率范围为80-1200Hz，但在语言中除基本频率外，还包含着比基频高的各种频率。实验告诉我们，如果没有其他因素（如噪声）对语声的影响，把语言频带限制在200-7000Hz，可以完全不影响语声的淸晰度。

所谓清晰度就是在发话端发出一定数量的无意义音节，在收听端由几个收听者记录听到的音节，统计其记录中正确接收的音节和发话端所发音节总和的百分比称为清晰度。

人与人之间的电话通信通过清晰度来评定质量，是一种较为客观的方法。如果发话端发出的是单词或句子，则统计能正确理解原意的单词或句子所占的百分比，就称做单词或句子的可懂度。由于单词是有规律的音节的组合，句子则更有其规律性，因此，在同一电话通信系统中传送单词或句子的可懂度比传送音节的清晰度要髙。例如，音节淸晰度达60%-70%时，单词的可懂度可达到70%-80%，句子的可懂度可达到95%。

如果要求通过电话通信系统传送语声的清晰度要非常好，最理想的是把语音中的200-7000Hz频带全都从发话端送到接收端。但这样做的结果是使电话通信系统中的各种设备成本提高，从而使电话通信难以普及。在实际系统中，只要传送语声频带的主要部分，使收听者能够听得清、听得懂、就达到电话通信的基本要求了由实验可知，电话通信系统如果传送300-2700Hz时，音节淸晰度为92%；如果传送300-3400Hz时，音节淸晰度可达96%。现代电话通信系统选用的电话传输频带均为300-3400Hz。

　　2.减小听觉的疲乏和消除声音的掩蔽现象

传输质量不同，终端设备技术参数不同，给打电话的人的感觉也会不一样。有些电话使用起来，用户会产生听觉疲乏现象。电话通信是传递电话用户之间的语言信息，因此，电话通信的质量与人耳的听觉特性有关？例如，在收听电话时，若某种较强的单频信号通过受话器连续作用于人耳，其听觉灵敏度就会因听觉神经的疲乏而降低，甚至在这种声音消失后还要经过3?5秒钟后才能逐渐恢复常态。这种听觉的疲乏现象，就要求在设计电话机电路时要采用消侧音电路以减少听觉的疲乏。

当两个不同响度的声音同时进入人耳时，强音能压倒弱音，这种由于另一种声音的存在，影响了人耳收听电话中传来的声音现象，称为声的掩蔽现象。为了消除或减弱电话通信时附近的干扰声，这就要求电话机应安装在安静的场所。例如，装在电信营业厅的电话机，应装在电话隔音间内，又如人工交换室内应该按声学要求采取措施。

上述电话通信的基本要求只说明了语言信息传递的要求。现代电信网络业务不同，对通信质量的要求有所不同。但电信网络的基本任务不管是哪种业务都需要快速、准确、不间断地完成。系统性能的好坏，直接关系到信号传输的质炖。因此，如何来衡最通信系统的优劣是一个十分重要的问题。但制定系统的性能指标又是一个复杂的问题，它涉及系统的以下各方面的指标。

有效性：指传输信息的速度，如码元速率、信息速率、频率利用率、其他网络资源的利用率等。

可靠性：指传输信息的质量。一般用响度标准和数字信息的误码率来表示。

适应性：指系统对不同运营环境和外界条件变化的适应能力。

标准性：指缩短研制通信设备的周期，降低生产成本，便于用户选购，便于维修等。

经济性：指性能价格比。经济性还和频带利用率、信号功率利用率有关。

可维护性：指系统的维修简单方便程度。

保密性：指系统对所传输信号的加密措施。

工艺性：指系统设备的各种工艺水平。

在上述各定性指标中，系统的有效性和可靠性起着主导作用。前者指传输的“速度”问题，它是用来衡量通信系统在单位时间内传输信息的数最是多少。而后者主要是指传输的“质ft”问题，它是用来衡量通信系统传输消息质量的好坏。而通信系统的有效性与可靠性互相是矛盾的。因为，要求传输质量好，传输的速度就受到限制；反之，要求传输速度高，其质炖就可能差一些。所以在实践中，要根据实际要求取得相对的统一。在满足一定可靠性指标条件下，尽量提高传输速度，或在一定传输速度条件下，尽量提高传输质景。

在模拟通信系统中，信息传输的有效性常用有效传输频带来度量，信息传输的可靠性常用接收端输出的信噪比来度量。所谓信噪比是信号的平均功率与噪声的平均功率之比。信噪比越大，通信质量越好。一般要求信噪比不低于26dB。

在数字通信系统中，信息传输的有效性通常用码元传输速率（传码率）/fB来衡量，或用信息传输速率（传信率）札来衡量。

所谓码元是指在数字通信中，常用一系列时间等长的电信号波形表示数字信息，这样一个个电信号波形称为码元，一个电信号波形占有的时间间隔称为码元长度，也称为码元周期。

码元传输速率（传码率）/?B定义为每秒钟传送的码元数目，单位为波特（Baud），简写为B比特是信息量的单位，常写成“bit”.每个二进制码元所含的信息量就定为lbit.信息传输速率（传信率）札定义为每秒钟所传送的信息，单位是bit/s（比特/秒），还可用kbit/s（千比特/秒）和Mbit/s（兆比特/秒）？

传信率也可以认为是每秒钟所传输的二进制码元数。

传码率和传信率虽然都用来衡量数字通信系统的有效性，但二者之间是有区别的。在二进制条件下，两者在数值上相等，但单位不同。在多进制情况下，两者间在数值上是不等的，两者间的数值关系为

由上式可以看出，若采用多进制码元传输信息，就可以提高传信率。

数字通信系统的可靠性可用差错率来衡量。差错率也有两种表示方法：误码率、误信率。误码率就是接收端收到的错误码元数与传输的总码元数之比。表示为

误信率就是接收端的错误比特数与在发送端发出的总比特数中的比例。表示为

电信网络中的交换系统也存在可靠性问题，特别是交换系统中的控制机构的可靠性还可用平均故障间隔时间（MTBF）和系统平均维修时间（MTTR）来进行描述。相关内容将在“程控交换技术”一章中进行介绍。

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