Лекция №2. СИСТЕМЫ, КАНАЛЫ И СЕТИ СВЯЗИ

Общие понятия

Различают два типа систем передачи: дистанционные и информационные. Дистанционные системы передачи — такие системы передачи, когда преобразователи любой информации в сигнал и любой сигнал в информацию находятся в одной электрической цепи (основным показателем является КПД). Достоинством этих систем является надежность, недостатком—однонаправленность информации. Под информационной системой передачи будем понимать такую систему, в которой основной идеей будет передача смысла передаваемой информации, т.е. совокупность различных преобразователей, обеспечивающих преобразование информации в параметр передаваемого сигнала с последующей его передачей и обратной ему величиной. Эффективность информационной системы зависит от:

— скорости передачи информации в единицу времени (количественная сторона любой системы);

— разность между переданной и принятой информацией (качественная сторона).

В реальной системе связи качество передачи зависит от степени искажений принятого сообщения. Эти искажения зависят от свойств и технического состояния системы, а также от интенсивности и характера помех. В правильно спроектированной и технически исправной системе связи искажения сообщений обусловлены лишь воздействием помех. В этом случае качество передачи определяется помехоустойчивостью системы.

Под помехоустойчивостью обычно понимают способность системы противостоять вредному влиянию помех на передачу сообщений. Так как действие помех проявляется в том, что принятое сообщение отличается от переданного, то количественно помехоустойчивость при заданной помехе можно характеризовать степенью соответствия принятого сообщения переданному. Назовем эту величину общим термином — верность. Количественную меру верности приходится выбирать по-разному в зависимости от характера сообщения.

Обобщенными показателями любой информационной системы является пропускная способность, т.е. максимально возможная скорость передачи информации в условиях действия заданной помехи.

Приемником называют совокупность технических средств, преобразующих принятый сигнал в сообщение.

Источником называют совокупность технических средств, преобразующих сообщение в сигнал. Помехой называется источник посторонних шумов, как правило, помехи действуют в линии связи.

Всякое средство, позволяющее корреспонденту доставлять одному или нескольким определенным (в телефонии и телеграфии) или возможным (в радиовещании) корреспондентам информацию любого рода в любой используемой форме (письменный или печатный документ, неподвижное или подвижное изображение, речь, музыка, видимые или слышимые сигналы, сигналы управления механизмами и т.д.) с использованием любой системы передачи (проводной, радио, оптической и т.д.) называется электросвязью (связью). Связь классифицируется по видам в зависимости от характера передаваемых сообщений или среды распространения сигналов (рис. 1.1).

электросвязь

телефония

телеграфия

проводная

по воздушным линиям

передача данных

передача газет

радио

факсимильная

оптическая

телевизионное вещание

Звуковое вещание

по кабельным линиям

космическая в т.ч. спутниковая

по волоконно-оптическим кабелям

в свободном пространстве

наземная

Рис.1.1. Виды электросвязи

На рисунке 2.1 изображена структурная схема простейшей одноканальной системы связи. Рассмотрим назначение отдельных элементов этой схемы. Источникам сообщений и получателем в одних системах связи может быть человек, в других — различного рода устройства (автомат, вычислительная машина и т.д.).

Устройство, преобразующее сообщение в сигнал, называют передающим, а устройство, преобразующее принятый сигнал в сообщение, - приёмным.

С помощью первичного преобразователя в передающем устройстве сообщение а, которое может иметь любую физическую природу (изображение, звуковое колебание и т.п.), преобразуется в первичный электрический сигнал b(t).

В телефонии, например, эта операция сводится к превращению акустических колебаний в пропорционально изменяющееся электрическое напряжение на выходе микрофона.

В телеграфии с помощью телеграфного аппарата последовательность элементов сообщения (букв) заменяется последовательностью кодовых символов (0, 1 или точка, тире), которая одновременно преобразуется в последовательность электрических импульсов постоянного тока.

В передатчике первичный сигнал b(t) (обычно низкочастотный) превращается во вторичный (высокочастотный) сигнал u(t), пригодный для передачи по используемому каналу. Это осуществляется посредством модуляции.

Преобразование сообщения в сигнал должно быть обратимым. В этом случае по выходному сигналу можно восстановить входной первичный сигнал, т.е. получить всю информацию, содержащуюся в переданном сообщении. В противном случае часть информации будет потеряна при передаче.

Рисунок 2.1 – Структурная схема простейшей одноканальной системы связи

Линией связи называется физическая среда и совокупность аппаратных средств, используемых для передачи сигналов от передатчика к приёмнику. В системах электрической связи — это прежде всего кабель или волновод, в системах радиосвязи - область пространства, в котором распространяются электромагнитные волны от передатчика к приёмнику. При передаче канальный сигнал u(t) может искажаться и на него могут накладываться помехи n(t). Приёмное устройство обрабатывает принятое колебание

z(t) = s(t) + n(t),

представляющее собой сумму пришедшего искажённого сигнала s(t) и помехи n(t), и восстанавливает по нему сообщение , которое с некоторой погрешностью отображает переданное сообщение а. Другими словами, приёмник должен на основе анализа колебания z(t) определить, какое из возможных сообщении передавалось. Поэтому приёмное устройство является одним из наиболее ответственных и сложных элементов системы связи.

Совокупность технических средств для передачи сообщений от источника к потребителю называется системой связи . Этими средствами являются передающее устройство, линия связи и приёмное устройство. Иногда в понятие система связи включается источник и потребитель сообщений.

По виду передаваемых сообщений различают следующие системы связи:

- передача речи (телефония);

- передача текста (телеграфия);

- передача неподвижных изображений (фототелеграфия);

- передача подвижных изображений (телевидение),

- телеизмерение, телеуправление и передача данных.

По назначению телефонные и телевизионные системы делят на вещательные, отличающиеся высокой степенью художественности воспроизведения сообщений, и профессиональные, имеющие специальное применение (служебная связь, промышленное телевидение и т.п.).

В системе телеизмерения физическая величина, подлежащая измерению (температура, давление, скорость и т.п.), с помощью датчиков преобразуется в первичный электрический сигнал, поступающий на передатчик. На приёмном конце переданную физическую величину или её изменения выделяют из сигнала и наблюдают или регистрируют с помощью записывающих приборов. В системе телеуправления осуществляется передача команд для автоматического выполнения определённых действий. Нередко эти команды формируют автоматически на основании результатов измерения, переданных телеметрической системой.

Внедрение высокоэффективных ЭВМ привело к необходимости быстрого развития систем передачи данных, обеспечивающих обмен информацией между вычислительными средствами и объектами автоматизированных систем управления. Этот вид электросвязи по сравнению с телеграфной отличается более высокими требованиями к скорости и верности передачи информации.

Каналам связи называется совокупность средств, обеспечивающих передачу сигнала от некоторой точки А системы до точки Б (рисунок 2.2). Точки А и Б могут быть выбраны произвольно, лишь бы между ними проходил сигнал. Часть системы связи, расположенная до точки А, является источником сигнала для этого канала. Если сигналы, поступающие на вход канала и снимаемые с его выхода, являются дискретными (по уровням), то канал называется дискретным.

Рисунок 2.2 – Структурная схема канала связи

Если входные и выходные сигналы канала являются непрерывными (по уровню), то и канал называется непрерывным. Встречаются также дискретно-непрерывные и непрерывно-дискретные каналы, на вход которых поступают дискретные сигналы, а с выхода снимаются непрерывные, или наоборот. Из сказанного видно, что канал может быть дискретным или непрерывным независимо от характера передаваемых сообщений. Более того, в одной и той же системе связи можно выделить как дискретный, так и непрерывный канал. Всё зависит от того, каким образом выбраны точки А и Б входа и выхода канала.

Классификация каналов связи

Каналы связи являются основным звеном любой системы передачи информации. Классификацию каналов связи можно осуществить по различным признакам (табл. 2.1).

Таблица 2.1 – Классификация каналов связи

Признак классификации	Характеристики каналов связи
Физическая природа передаваемого сигнала	Оптические и электрические, которые в свою очередь, могут быть проводными (электрические провода, кабели, световоды) и беспроводными, использующие электромагнитные волны, распространяющиеся в эфире (радиоканалы, инфракрасные каналы и т. д.).
Форма представления передаваемой информации	Аналоговые представляют информацию в непрерывной форме в виде непрерывного сигнала какой-либо физической природы. Цифровые представляют информацию в цифровой (прерывной — дискретной, импульсной) форме сигналов какой-либо физической природы.
Время существования	Коммутируемые — временные, создаются только на время передачи информации. По окончании передачи информации и разъединении уничтожаются. Некоммутируемые — создаются на длительное время с определенными постоянными характеристиками. Их еще называют выделенными.
Скорость передачи информации	Среднескоростные (от 2400—9600 бит/с) используются в телефонных (аналоговых) каналах связи, на новых станциях 14—56 кбит/с. Среднескоростным каналам используются проводные линии связи (группы параллельных или скрученных проводов витая пара). Высокоскоростные (свыше 56 кбит/с) называют широкополосными. Для передачи информации используются специальные кабели: экранированные и неэкранированные, оптоволоконные, радиоканалы.

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 5 678 9 10 Следующая ⇒