Основные понятия и характеристики каналов связи: Существует множество видов каналов связи, которые, в зависимости от

Каналы связи: основные характеристики, классификация и принципы действия

Основные понятия и характеристики каналов связи: Существует множество видов каналов связи, которые, в зависимости от

Характеристика каналов связи затруднительна. Куда отнести возможность определённого чиновника получить информацию? Искусно манипулируя связями, делец покупает выгодно товар.

Сарафанное (народное) радио быстро разносит дурные вести, часто сплетни. Ещё Высоцкий был обманут слухами о скором запрете… Используя свои каналы экстрасенсы исцеляют, доводят любопытную информацию массам. Иногда безбожно врут.

Мозг сегодня управляет компьютерами, японцы учатся читать мысли, куда отнести новый канал?

Классификация

Сегодня вся информация распространяется посредством колебаний – единственный способ существования материи, воспринимаемый человеком, приборами. Тесла считал мироздание сотканным из вибраций. Сложно ошибиться, назвав каналы связи колебательными. Классификация тесно касается исследований гармонических процессов. Фурье показал – волна любой формы представима суммой элементарных колебаний.

По природе волн

Напрашивается первая классификация:

  1. Механические:
    • Акустические. Канал использует сарафанное радио.
    • Твердотельные. Активно эксплуатируется жестяным телефоном (tin can).
    • Жидкие среды. Первая рабочая модель Белла заставляла посредством воды вибрировать омический преобразователь.
  2. Электромагнитные:
    • Инфракрасные. Знакомо строителям, постоянно ищущим методики сберечь тепло здания.
    • Световые. Первый семафор использовал визуально различимые сигналы.
    • Ультрафиолетовые. Загар лучше всего покажет наличие невидимого излучения Солнца.
    • Радиочастоты. Доносят информацию миллионам телезрителей.
    • Рентгеновское излучение. Позволяет проверить целостность скелета.
    • Радиация. Жители Чернобыля горько сожалеют об отсутствии счётчиков Гейгера.

Мысли также могут быть периодичными. Установлением природы возникающих сигналов сегодня занимается наука. Приведённые выше примеры составляют малую толику достижений человеческой цивилизации.

Проявив минимум умственного напряжения, читатели поймут: электромагнитные, механические волны распространяются повсеместно. Постепенно угасая. Электромагнитным обычно удаётся проникнуть дальше.

Естественным ограничителем механических выступает окружающий планеты вакуум.

Электромагнитное излучение принято классифицировать согласно типу модуляции несущей:

  1. Амплитудная.
  2. Частотная.
  3. Фазовая.
  4. Однополосная.
  5. Кодово-импульсная.
  6. Манипуляция:
  • Частоты.
  • Фазы.
  • Амплитуды.

По форме волн

Человек изначально пытался использовать электричество. Задача передачи информации требовала менять форму сигналов:

  1. Аналоговые, изменяющиеся плавно.
  2. Импульсные, отличающиеся короткой длительностью.
  3. Дискретные искусственно разорваны. Цифровой сигнал отличается нормированием уровней символов 0, 1.

Требования минимизации стоимости, энергозатрат постоянно рождают методики улучшения качества. Сегодня высшим достижением человеческой мысли считают цифровой сигнал, ставший отдельной отраслью сегмента передачи информации. Сказанное позволяет классифицировать каналы:

  1. Шифрованный – открытый.
  2. Кодированный (например, псевдошумовым сигналом) – некодированный.
  3. Широкополосный – узкополосный.
  4. Дуплексный – односторонний.
  5. Мультиплексный – без сжатия.
  6. Скоростной – обычный.
  7. Восходящий – нисходящий.
  8. Широковещательный – индивидуальный.
  9. Прямой – обратный (возвратный).

Вдобавок сетевые протоколы образуют иерархию OSI, каждый уровень можно представить каналом. Возможны другие критерии разбиения.

По корректирующему действию

Каналы изменяют проходящую информацию. Иногда намеренно:

  1. Линейные. Исходный сигнал легко восстановить, зная характеристики канала.
  2. Нелинейные. Часть информации безвозвратно теряется.
  3. Стохастические. Помехи реальных каналов редко поддаются предсказанию, даже статистическими методами.

По среде распространения

Подраздел классификации касается электромагнитной энергии:

Принцип действия

Информационные данные проходят путь меж локациями, преодолевая среду. Траекторию принято называть каналом связи. Современная техника пользуется последним типом классификации, рассматривая методы:

  1. Проводные (витая пара, кабель, оптическое волокно, медный провод).
  2. Беспроводные (спутники, радио, тепловое излучение, свет).

Материалом проводных сред стала преимущественно медь ввиду наилучшего сочетания цена/сопротивление. Стекло, полимеры обещают стать достойной заменой: факт, отмеченный экспертами середины 80-х (ХХ века). В информатике рассматривают понятие канала намного шире, включая сюда устройства хранения, самописцы, накопители, плёнку.

Модуляция

Изначально форма сигналов была максимально простой, чаще дискретной (азбука Морзе, код Шиллинга, визуальные знаки семафоров). Исследователи быстро осознали неэффективность элементарных приёмов.

Уже Попов догадался применять амплитудную модуляцию несущей. Частотная рождена Эдвином Армстронгом (30-е годы).

Инженеры Дженерал Электрик убедительно показали отличную устойчивость приёма вещания в условиях вспышек молний.

Цифровая эра

Вторая мировая война принесла миру более изощрённые варианты, включая кодирование псевдошумовыми сигналами, частотную манипуляцию. Предпринятые меры позволили сильно снизить спектральную плотность сигнала.

Засечь передачу стало невероятно сложно, расшифровать – практически невозможно. Достижения военных лет развивались следующие несколько десятилетий.

Ныне господствуют цифровые технологии, завтрашние шаги капризной истории сложно предсказать.

Сети

Основные современные каналы касаются непосредственно сегмента сетей, то есть линий, объединяющих активно взаимодействующие электронные объекты: компьютеры, телефоны, модемы. Ранее создания ARPANET обменом информации заведовал человек.

Бурный рост сетевых технологий сделал возможным создание глобальных конформаций: интернет, услуги сотовых операторов. Международное взаимодействие сделало возможным тотальная стандартизация протоколов. В частности, первоначально (RFC 733) интернет получил определение сети, пользующейся стеком TCP/IP.

Сегодня понятие стало намного шире, подразумевая планетарную систему взаимосвязанных хостов, несущих программное обеспечение HTTP-серверов.

Персональные компьютеры

Отдельной строкой выступают шины персональных компьютеров. Эре зарождения многоядерных процессоров предшествовали такие сегодня малознакомые аббревиатуры, как PCI, ISA. Своему рождению Фидонет обязан карте расширения S-100. Неправильно – забывать исторические предпосылки.

Пример – развал Фидонета, брошенного собственным разработчиком, обосновавшим ранее экономическую целесообразность применения телефонных линий. Ушёл создатель – развалилась система, лишённая опоры в виде уместности технологии, соответствия растущим требованиям, взвинченным конкурирующими методами интернета.

Технический уровень юзеров являлся недостаточным, был бессилен продлить агонию умирающей концепции.

Отсутствие информационной поддержки

Западные телекоммуникационные средства образуют совокупность экономически обоснованных типов передачи информации. Не существует отечественных эквивалентов терминов, переданных англоязычным доменом паутины. По телекоммуникационным технологиям, параметрам приходится брать зарубежную справку. Отсутствие информационной поддержки назовём очередным слабым звеном, мешающим развитию индустрии.

Модели каналов

Физическую среду принято моделировать. Исследователи пытаются предсказать результат будущих действий, полагая минимизировать затраты, увеличить пользу.

Часто толчком проведения работ становятся экстремальные ситуации, войны, революции. Первую работу, касающуюся реальных каналов передачи информации, снабжённых моделями шумов, помех выпустил (1948) Клод Шеннон.

Учёный рассмотрел движения дискретных сигналов, предложил методики оптимизации.

Математики неустанно разрабатывают модели интерференции, рефракции, отражения, шумов, затухания, резонанса. Например, разработчики мобильной связи внедряют аддитивную помеху. Точные методики расчёта отсутствуют. Модель канала учитывает сферу применения, преследует различные цели. Бывают потребности, искомые величины следующие:

  1. Оценка полосы пропускания.
  2. Вычисление битрейта.
  3. Коэффициент использования канала.
  4. Спектральная плотность сигнала.
  5. Уровень дрожаний.
  6. Процент ошибочно переданных битов.
  7. Оценка отношения сигнал/шум.
  8. Задержка линии.

Сотовые вышки делят канал меж фиксированным набором абонентов. Зачастую сигнал подвергается сильной интерференции. Сложный канал представляют суммой взаимодействий типа «точка-точка». Принято выделять группы подходящих моделей, описывающих соединение, предназначать каждой области стандартный набор методик «для сдачи отчётности».

Цифровые

Дискретные каналы проще моделировать. Сообщение представляется цифровым сигналом выбранного слоя протокола (иерархии OSI). Часто физический канал заменяют упрощёнными представлениями:

Поведение более сложных структур проще отследить, подсчитывая производительность, скорость, вероятность ошибок. Примеры:

  • Симметричный цифровой канал – простейший пример передачи битов, учитывающий влияние шумов.
  • Ошибка пакета битов (модель Гильберта – Эллиота). Описывает случай обязательного наличия неправильно принятых первого, последнего символов при длине отрезка выборки выше некоторого значения m, именуемого защитной полосой. «Неудачные» участки обычно разделены сравнительно длинными (превышают m) областями уверенного приёма.
  • Стёртый бит. Модель введена Петером Элиасом (Массачусетский технологический институт, 1955), описывает случай системы, где периодически сигнал пропадает. Вводится определённая вероятность «стирания». Кажущаяся простота обманчива, широкий круг реальных проблем решается рядом допущений указанным путём.
  • Стёртый пакет. Временами пропадает кусок кода.
  • Произвольно меняющийся канал имитирует реальные непредсказуемые условия. Эксперты противопоставляют методику симметричной цифровой, предложенной Шенноном.

Аналоговые

Сами модели могут быть:

  1. Линейными – нелинейными.
  2. Непрерывными – дискретными.
  3. Постоянной – динамической вероятности.
  4. Узкополосные – широкополосные.
  5. Инвариантные – переменные во времени.
  6. Действительные (реальные) – комплексные.

Примеры:

  1. Шумовая модель:
    • Аддитивная (белый Гауссовский шум) – линейная непрерывная постоянная.
    • Фазовое дрожание.
  2. Интерференционная система: перекрёстные, межсимвольные помехи.
  3. Искажения – нелинейные каналы.
  4. Имитация амплитудно-частотной характеристики.
  5. Групповая (фазовая) задержка.
  6. Моделирование условий физического канала.
  7. Расчёт распространения радиоволн.
    • Затухание мощности, вызванное ростом дальности.
    • Замирания: Рэлеевские, Райсовские, частотно-избирательные, теневые.
    • Доплеровский сдвиг, дополненный замираниями.
    • Трассировка лучей.
    • Моделирование сотовой связи.

Сотовые

Касаются подвижных абонентов: постоянно меняются скорость, ускорение, координаты. Моделирование беспроводных децентрализованных самоорганизующихся систем требует учёта специфических условий: шаблона трафика, особенностей регламента связи, поведения подписчиков.

  • Широковещательный вариант часто называют типом «точка-многоточие». Единственный передатчик посылает несколько сообщений. Удалённость узлов неодинакова. Представима большая часть беспроводных каналов, исключая радиолюбительскую, двухстороннюю связь. Отлично вписывается нисходящая ветвь трафика сотовых сетей, в особенности при отсутствии помех соседней вышки.
  • Множественный доступ предусматривает параллельную отправку сообщений несколькими передатчиками. Число приёмников варьируется. Существующая схема доступа к ресурсам дополняется методами контроля среды, включая схемы мультиплексирования. Приемлемо описывает восходящую ветвь трафика мобильных сетей.
  • Релейный канал дополняет передатчик взаимосвязанной системой репитеров. Модель отлично описывает стандарт LTE.
  • Интерференционный канал предусматривает наличие взаимных помех двух базовых станций. Помимо перекрёстных образуются канальные. Концепция прямо намекает на сотовые ячейки мобильных операторов. Ситуация усугубляется отсутствием ортогональных методик кодирования.
  • Индивидуальная передача описывает поведение мобильного телефона, получившего выделенный ресурс вышки.
  • Широковещательная схема использовалась пейджерами. Система Хамелеон выступает неплохим примером.
  • Групповое вещание описывает случай передачи сообщения фиксированной группе абонентов. Тесно касается стандарта LTE.

Каналы связи Ссылка на основную публикацию

Источник: https://setinoid.ru/types/kanalyi-svyazi

Понятие, характеристики и состав канала связи

Основные понятия и характеристики каналов связи: Существует множество видов каналов связи, которые, в зависимости от

1. Канал связи

Канал связи — система технических средств и среда распространения сигналов для передачи сообщений (не только данных) от источника к получателю (и наоборот). Канал связи, понимаемый в узком смысле (тракт связи), представляет только физическую среду распространения сигналов, например, физическую линию связи.

Канал связи предназначен для передачи сигналов между удаленными устройствами. Сигналы несут информацию, предназначенную для представления пользователю (человеку), либо для использования прикладными программами ЭВМ.

2 Канал связи включает следующие компоненты:

1) передающее устройство;

2) приемное устройство;

3) среду передачи различной физической природы

Формируемый передатчиком сигнал, несущий информацию, после прохождения через среду передачи поступает на вход приемного устройства. Далее информация выделяется из сигнала и передается потребителю.

Физическая природа сигнала выбирается таким образом, чтобы он мог распространяться через среду передачи с минимальным ослаблением и искажениями. Сигнал необходим в качестве переносчика информации, сам он информации не несет.

канал связь удаленный получатель

Т.е. это (канал) — техническое устройство (техника+среда).

3. Характеристики (параметры) каналов связи

1. Передаточная функция канала: представляется в виде амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) и показывает, как затухает амплитуда синусоиды на выходе канала связи по сравнению с амплитудой на ее входе для всех возможных частот передаваемого сигнала.

Знание амплитудно-частотной характеристики реального канала позволяет определить форму выходного сигнала практически для любого входного сигнала.

Для этого необходимо найти спектр входного сигнала, преобразовать амплитуду составляющих его гармоник в соответствии с амплитудно-частотной характеристикой, а затем найти форму выходного сигнала, сложив преобразованные гармоники.

Для экспериментальной проверки амплитудно-частотной характеристики нужно провести тестирование канала эталонными (равными по амплитуде) синусоидами по всему диапазону частот от нуля до некоторого максимального значения, которое может встретиться во входных сигналах. Причем менять частоту входных синусоид нужно с небольшим шагом, а значит количество экспериментов должно быть большим.

2. Полоса пропускания: является производной характеристикой от АЧХ.

Она представляет собой непрерывный диапазон частот, для которых отношение амплитуды выходного сигнала к входному превышает некоторый заранее заданный предел, то есть полоса пропускания определяет диапазон частот сигнала, при которых этот сигнал передается по каналу связи без значительных искажений. Обычно полоса пропускания отсчитывается на уровне 0,7 от максимального значения АЧХ. Ширина полосы пропускания в наибольшей степени влияет на максимально возможную скорость передачи информации по каналу связи.

3. Затухание: определяется как относительное уменьшение амплитуды или мощности сигнала при передаче по каналу сигнала определенной частоты. Часто при эксплуатации канала заранее известна основная частота передаваемого сигнала, то есть та частота, гармоника которой имеет наибольшую амплитуду и мощность. Поэтому достаточно знать

затухание на этой частоте, чтобы приблизительно оценить искажения передаваемых по каналу сигналов. Более точные оценки возможны при знании затухания на нескольких частотах, соответствующих нескольким основным гармоникам передаваемого сигнала.

Затухание обычно измеряется в децибелах (дБ) и вычисляется по следующей формуле:

, где Рвых – мощность сигнала на выходе канала, Рвх – мощность сигнала на входе канала.

Затухание всегда рассчитывается для определенной частоты и соотносится с длиной канала. На практике всегда пользуются понятием “погонное затухание”, т.е. затухание сигнала на единицу длины канала, например, затухание 0.1 дБ/метр.

4. Скорость передачи: характеризует количество бит, передаваемых по каналу в единицу времени. Она измеряется в битах в секунду — бит/с, а также производных единицах: Кбит/c, Мбит/c, Гбит/с. Скорость передачи зависит от ширины полосы пропускания канала, уровня шумов, вида кодирования и модуляции.

5. Помехоустойчивость канала: характеризует его способность обеспечивать передачу сигналов в условиях помех. Помехи принято делить на внутренние (представляет собой тепловые шумы аппаратуры) и внешние (они многообразны и зависят от среды передачи).

Помехоустойчивость канала зависит от аппаратных и алгоритмических решений по обработке принятого сигнала, которые заложены в приемо-передающее устройство.

Помехоустойчивость передачи сигналов через канал может быть повышена за счет кодирования и специальной обработки сигнала.

6. Динамический диапазон: логарифм отношения максимальной мощности сигналов, пропускаемых каналом, к минимальной.

7. Помехозащищенность: это помехозащищенность, т.е. помехозащищенность.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/20_12251_ponyatie-harakteristiki-i-sostav-kanala-svyazi.html

Классификация каналов связи

Основные понятия и характеристики каналов связи: Существует множество видов каналов связи, которые, в зависимости от

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

Классификация каналов связи

Признак классификации Характеристики каналов связи
Физическая природа передаваемого сигнала Механические, акустические, оптические и электрические. В свою очередь, оптические и электрические каналы связи могут быть проводными (электрические провода, кабели, световоды) и беспроводными, использующие электромагнитные волны, распространяющиеся в эфире (радио-каналы, инфракрасные каналы и т.д.)
Способ передачи информации Симплексные передают информацию в одном направлении. Дуплексные передают информацию одновременно и в прямом, и обратном направлении. Полудуплексные осуществляют попеременную передачу информации либо в прямом, либо в обратном направлении.
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 Низкоскоростные (50—200 бит/с) используются в телеграфных каналах связи. Среднескоростные (от 300—9600 бит/с) используются в телефонных (аналоговых) каналах связи. Новые стандарты могут использовать скорость от 14—56 кбит/с. Для передачи информации по низкоскоростным и 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 (Shielded Twisted Pair – STP) и · неэкранированные (Unshi-elded Twisted Pair – UTP) с витыми парами из медных проводов; · коаксиальные (Coaxial Cable – СС), · оптоволоконные (Fiber Optic Cable – FOC), · радиоканалы.

Поскольку существует множество различных каналов связи, то передаваемую информацию необходимо представить в виде, соответствующем данному каналу. Такое преобразование обычно связано с модуляцией сигналов.

Модуляция – изменение какого-либо параметра сигнала в канале связи (модулируемого сигнала) в соответствии с текущими значениями передаваемых данных (т.е. моделирующего сигнала).

Обратное преобразование модулированного сигнала в модулирующий называется демодуляция. Для этих целей существуют специальные устройства – модемы.

Название «модем» состоит из двух составляющих: первый слог обозначает модулятор – устройство прямой) преобразования сигнала, второй слог – демодулятор – устройство обратного преобразования сигнала.

В современных модемах чаще всего используются следующие виды модуляции:

· частотная (FSK – Frequency Shift Keying); фазовая (PSK – Phase Shift Keying);

· квадратурная амплитудная (QAM – Quadrature Amplitude Modulation).

При передаче сигналов одним из важнейших параметров является помехоустойчивость. Первые два вида модуляции являются весьма помехоустойчивыми, так как при передаче искажается обычно лишь амплитуда сигнала. В последнем виде модуляции для защищенности от помех применяют более помехоустойчивый способ – квадратурную амплитудную модуляцию.

Любое преобразование и передача данных по каналам связи осуществляются в соответствии с принятыми протоколами передачи информации.

Протокол передачи данных – это совокупность правил, которые определяют формат данных и процедуры передачи их по каналу связи, в которых, как правило, указываются способ модуляции, соединение с каналом, представление данных и т.д. Все это делается для повышения достоверности передаваемых данных.

Все модемы имеют определенные стандарты передачи данных, которые устанавливаются Международным институтом телекоммуникаций (ITU – International Telecommunication Union).

Обычно стандарт включает несколько протоколов передачи данных. Одним из наиболее эффективных стандартов является стандарт V.34.

Он выполняет тестирование канала связи, определяя при этом наиболее эффективный режим работы модема.

В случае передачи большого потока информации, когда она представлена в виде файла, для ее передачи необходимо использовать специальные протоколы, которые осуществляют процедуры разбиения информации на блоки, автоматическое обнаружение и исправление ошибок, повторную пересылку неверно принятых блоков информации, восстановление передачи после обрыва и т.п. Самым распространенным и эффективным протоколом, который используется на российских телефонных линиях, является Zmodem (протокол передачи файлов).

По своей конструкции модемы бывают внутренние и внешние.

Внутренний модем – это специальная плата, встраиваемая в аппаратуру, например в системную плату компьютера, имеющая специальный разъем для подключения к телефонной линии связи.

Внешний модем (автономный) – это специальный прибор (небольшая коробка), имеющий блок питания, разъемы для подключения к аппаратуре (к компьютеру и телефонной линии связи), панель с индикаторами, которые показывают различные режимы работы модема, может быть регулятор, громкости звука.

Модемы могут осуществлять как контактный интерфейс с каналом связи, так и бесконтактный (аудио), могут предназначаться для различных каналов связи и систем, различаться скоростью передачи данных.

Кроме передачи данных модемы могут выполнять и ряд других полезных функций, как, например, автоматическое определение номера входящего звонка (АОН), функции автоответчика, электронный секретарь, прием и передача факсимильных сообщений и т.д.

Рынок услуг передачи данных в России постоянно развивается. В настоящий момент на российском рынке присутствуют следующие крупнейшие компании, расположенные в порядке убывания занимаемой доли рынка:

· Relcom – крупнейшая компания, использующая в основном каналы связи, арендованные у других компаний и различные протоколы связи, в том числе и протоколы сети Интернет;

· Rospak ориентирована на предприятия госсектора и правительственные учреждения по протоколам серии X (ХЗ, Х25, …, Х400);

· Infotel – совместное предприятие немецкой компании Deutsche Telecom и ряда российских фирм. Оно обслуживает государственные учреждения по государственным протоколам серии X, имеет доступ к другим российским сетям, банкам данных. Основное преимущество данной сети заключается в том, что она предоставляет услуги по доступу к Интернету (протоколы TCP/IP);

· Sprint образована в 1990 г. в виде совместного американо-российского предприятия (российский центральный телеграф и компания Sprint International). Услуги данной компании на российском рынке считаются самыми дорогими;

· Rosnet так же, как и компания Infotel, обслуживает в основном государственные учреждения по государственным протоколам серии X.

Протокол передачи данных – это совокупность правил, которые определяют формат данных и процедуры передачи их по каналу связи.


Телефонная связь

Для предприятий туриндустрии телефонная связь является самым распространенным и широко применяемым видом связи. Она используется не только для оперативного административного управления предприятиями, но и для ведения финансово-хозяйственной деятельности. Например, по телефону можно забронировать номер в гостинице, получить информацию об интересующем туриста маршруте или турпакете.

В зависимости от способа использования телефонную связь можно разделить на два вида:

· общего пользования (городская, междугородная, международная);

· офисную (внутренняя) связь, используемую в пределах одной организации.

Основными компонентами телефонной связи являются телефонная сеть и абонентские терминалы. Телефонная сеть состоит из автоматических телефонных станций (АТС), соединенных между собой каналами связи. Каждая АТС коммутирует, как правило, до 10 тыс. абонентов.

Абонентские терминалы подключают к сети по абонентской линии. Как правило, это пара медных проводов. Каждая абонентская линия имеет свой персональный номер.

АТС соединяются между собой по соединительным линиям и также имеют свой номер, как правило, совпадающий с первыми тремя цифрами абонентского номера.

Например, если московский абонент имеет номер телефона 187-27-59, то это значит, что он подключен к АТС с номером 187, а 27-59 – это персональный номер абонента. Если к АТС подключены более 10 тыс. абонентов, то тогда данная АТС разделяется на несколько логических подстанций, имеющих свой персональный номер.

В общем виде телефонная сеть представляет иерархическую структуру, состоящую из следующих уровней: международного, междугородного и уровня конкретного региона.

Структура международного абонентского номера

Код данной страны Код зоны внутри страны Номер АТС в данной зоне Номер абонента внутри АТС

Каждый иерархический уровень обслуживается определенными видами АТС, имеющими свой уникальный номер. На нижнем уровне находятся те АТС, к которым непосредственно подключаются абоненты данного региона, образующие определенную зону внутри каждой страны. Каждая зона имеет свой уникальный номер, например Москва – 095, Саратов – 845 2 (в Саратове используются шестизначные номера телефонов).

Если номера телефонов в данном регионе (зоне) насчитывают менее семи цифр, то к коду зоны добавляется цифра 2 (одна или несколько), чтобы в совокупности получилось семь цифр. Связь между зонами осуществляют междугородные АТС, которые имеют два номера – для внутренних АТС, т.е. АТС данного региона (зоны), и для внешних междугородных АТС. Для всех внутренних АТС России он единый – 8.

Для внешних – номер данной зоны. Такой же принцип используется в подключении междугородных АТС к станциям верхнего уровня – международным. В России номер международной станции – 10, т.е., чтобы соединиться с международной станцией, необходимо набрать код – 10. Для входа в международную АТС другой страны необходимо набрать код данной страны.

Структура международного абонентского номера приведена на рисунке:

Офисная связь реализуется на базе специальных офисных АТС. Их применение на предприятиях туриндустрии, особенно в гостиничных комплексах, продиктовано необходимостью обеспечения сотрудников фирмы и гостей городским телефоном, а также экономией средств на разговоры.

Офисные АТС позволяют при наличии ограниченного числа городских телефонов увеличивать количество дополнительных внутренних телефонов, обеспечивая тем самым оперативность работы учреждения.

Офисная АТС является связующим звеном между городскими абонентскими линиями и линиями внутренних абонентов, т.е. выполняет функции региональной АТС.

Причем количество внутренних абонентских линий зависит от различных параметров, таких, как количество городских абонентских линий, подключенных к данной АТС, интенсивности разговоров, финансовых возможностей фирмы и т.п.

На рынке средств связи существует множество различных офисных АТС – от самых маленьких, которые устанавливаются в небольших офисах и даже в квартирах, до больших станций, которые используются на крупных предприятиях и в гостиницах.

Основными достоинствами офисных АТС является то, что они, во-первых, осуществляют автоматическое подключение внутренних абонентов и, во-вторых, телефонная связь внутри фирмы осуществляется практически бесплатно.

Кроме этого они выполняют множество полезных вспомогательных функций, к которым относятся:

· организация телеконференций;

· постановка абонента на ожидание при занятом канале и периодическое напоминание об этом;

· автоматическая переадресация на другой телефон, а в «ночном режиме» на телефон дежурного;

· составление списка абонентов для вызова в определенное время;

· режим «не беспокоить»;

· возможность временного запрета выхода на внешнюю линию для некоторых телефонов;

· заказ времени для звонка-будильника;

· включение громкоговорящей связи и т. п.

Но одной из важнейших функций офисной АТС является возможность подключения ее к компьютеру.

Это позволяет вести автоматический учет и регистрацию всех телефонных переговоров, учитывать время и тариф при каждом телефонном разговоре, автоматически устанавливать скидки (наценки) на телефонные разговоры, для гостиниц автоматически выписывать счета гостям за каждый телефонный разговор либо при выписке. Для решения этих задач разрабатываются специальные программные продукты – автоматизированные системы учета и тарификации телефонных переговоров. Система принимает данные о звонках от мини-АТС, сохраняет их в базе данных и тарифицирует в режиме реального времени. Одна из таких систем рассматривалась ранее при описании программных продуктов, разработанных фирмой «Рексофт» (программа «Барсум»).

Одним из основных элементов телефонной связи является телефонный аппарат. Телефонные аппараты различаются как по конструктивному исполнению (имеют различную форму), так и по своим сервисным возможностям (выполняют различные функции). Современные телефонные системы используют два способа кодирования набираемого номера: импульсный и тональный.

Импульсный (Pulse) способ кодирования применяется в устаревших аппаратах с вращающимся диском набора номера. При наборе цифр в линию связи подаются импульсы, число которых соответствует набранной цифре.

При тональном (Топе) способе кодирования информации посылается непрерывный сигнал, состоящий из комбинации двух частот, при помощи которых и осуществляется кодирование передаваемого номера.

Тональный способ используется в телефонных аппаратах, имеющих кнопочное устройство набора номера.

Практически все существующие АТС допускают импульсное кодирование номера, тональные же системы кодирования используются лишь на сравнительно новых АТС.

Современные телефонные аппараты обладают множеством полезных функций, и их число, как правило, определяется стоимостью аппарата.

К основным дополнительным функциям телефонных аппаратов относятся:

· наличие долговременной памяти запоминания номеров;

· наличие оперативной памяти для повторного вызова последнего набираемого номера;

· возможность многократного вызова абонента при условии его занятости (функция автодозвона);

· автоматическое определение номера (АОН) входящего звонка с отображением его на дисплее и возможностью его звукового воспроизведения;

· анти-АОН – защита от АОН вызываемого абонента;

· наличие автоответчика и встроенного диктофона для записи передаваемого (принимаемого) сообщения и много других полезных функций.

Но при использовании таких функций, как АОН и автоответчик на предприятиях СКС и Т, необходимо учитывать, что ваши партнеры могут нести дополнительные непредвиденные затраты при ведении междугородных (международных) переговоров, так как любой звонок необходимо будет оплачивать, даже если разговора и не было.

Одной из новых функций является подключение телефонного аппарата к персональному компьютеру со всеми вытекающими отсюда возможностями.


Предыдущая17181920212223242526272829303132Следующая

Дата добавления: 2016-04-02; просмотров: 1251; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

ПОСМОТРЕТЬ ЁЩЕ:

Источник: https://helpiks.org/7-65149.html

Характеристики (параметры) каналов связи

Основные понятия и характеристики каналов связи: Существует множество видов каналов связи, которые, в зависимости от

Государственный экзамен

(State examination)

Вопрос №3 «Каналы связи. Классификация каналов связи. Параметры каналов связи. Условие передачи сигнала по каналу связи».

(Пляскин)

Канал связи. 3

Классификация. 5

Характеристики (параметры) каналов связи. 10

Условие передачи сигналов по каналам связи. 13

Литература. 14

Канал связи

Канал связи — система технических средств и среда распространения сигналов для передачи сообщений (не только данных) от источника к получателю (и наоборот). Канал связи, понимаемый в узком смысле (тракт связи), представляет только физическую среду распространения сигналов, например, физическую линию связи.

Канал связи предназначен для передачи сигналов между удаленными устройствами. Сигналы несут информацию, предназначенную для представления пользователю (человеку), либо для использования прикладными программами ЭВМ.

Канал связи включает следующие компоненты:

1) передающее устройство;

2) приемное устройство;

3) среду передачи различной физической природы (Рис.1) .

Формируемый передатчиком сигнал, несущий информацию, после прохождения через среду передачи поступает на вход приемного устройства. Далее информация выделяется из сигнала и передается потребителю.

Физическая природа сигнала выбирается таким образом, чтобы он мог распространяться через среду передачи с минимальным ослаблением и искажениями.

Сигнал необходим в качестве переносчика информации, сам он информации не несет.

Рис.1. Канала связи (вариант №1)

Рис.2 Канал связи (вариант №2)

Т.е. это (канал) — техническое устройство (техника+среда).

Классификация

Классификаций будет приведено ровно три типа. Выбирайте на вкус и цвет:

Классификация №1:

Существует множество видов каналов связи, среди которых наиболее часто выделяют каналы проводной связи (воздушные, кабельные, световодные и др.) и каналы радиосвязи (тропосферные, спутниковые и др.).

Такие каналы в свою очередь принято квалифицировать на основе характеристик входного и выходного сигналов, а также по изменению характеристик сигналов в зависимости от таких явлений, происходящих в канале, как замирания и затухание сигналов.

По типу среды распространения каналы связи делятся на:

– проводные;

– акустические;

– оптические;

– инфракрасные;

– радиоканалы.

Каналы связи также классифицируют на:

· непрерывные (на входе и выходе канала – непрерывные сигналы),

· дискретные или цифровые (на входе и выходе канала – дискретные сигналы),

· непрерывно-дискретные (на входе канала–непрерывные сигналы, а на выходе–дискретные сигналы),

· дискретно-непрерывные (на входе канала–дискретные сигналы, а на выходе–непрерывные сигналы).

Каналы могут быть как линейными и нелинейными, временными и пространственно-временными.

Возможна классификация каналов связи по диапазону частот.

Системы передачи информации бывают одноканальные и многоканальные. Тип системы определяется каналом связи. Если система связи построена на однотипных каналах связи, то ее название определяется типовым названием каналов. В противном случае используется детализация классификационных признаков.

Классификация №2 (более подробная):

1. Классификация по диапазону используемых частот

Ø Километровые (ДВ) 1-10 км, 30-300 кГц;

Ø Гектометровые (СВ) 100-1000 м, 300-3000 кГц;

Ø Декаметровые (КВ) 10-100 м, 3-30 МГц;

Ø Метровые (МВ) 1-10 м, 30-300 МГц;

Ø Дециметровые (ДМВ) 10-100 см, 300-3000 МГц;

Ø Сантиметровые (СМВ) 1-10 см, 3-30 ГГц;

Ø Миллиметровые (ММВ) 1-10 мм, 30-300 ГГц;

Ø Децимилимитровые (ДММВ) 0,1-1 мм, 300-3000 ГГц.

2. По направленности линий связи

– направленные (используются различные проводники):

Ø коаксиальные,

Ø витые пары на основе медных проводников,

Ø волоконнооптические.

– ненаправленные (радиолинии);

Ø прямой видимости;

Ø тропосферные;

Ø ионосферные

Ø космические;

Ø радиорелейные (ретрансляция на дециметровых и более коротких радиоволнах).

3. По виду передаваемых сообщений:

Ø телеграфные;

Ø телефонные;

Ø передачи данных;

Ø факсимильные.

4. По виду сигналов:

Ø аналоговые;

Ø цифровые;

Ø импульсные.

5. По виду модуляции (манипуляции)

В аналоговых системах связи:

Ø с амплитудной модуляцией;

Ø с однополосной модуляцией;

Ø с частотной модуляцией.

В цифровых системах связи:

Ø с амплитудной манипуляцией;

Ø с частотной манипуляцией;

Ø с фазовой манипуляцией;

Ø с относительной фазовой манипуляцией;

Ø с тональной манипуляцией (единичные элементы манипулируют поднесущим колебанием (тоном), после чего осуществляется манипуляция на более высокой частоте).

6. По значению базы радиосигнала

Ø широкополосные (B>> 1);

Ø узкополосные (B»1).

7. По количеству одновременно передаваемых сообщений

Ø одноканальные;

Ø многоканальные (частотное, временное, кодовое разделение каналов);

8. По направлению обмена сообщений

Ø односторонние;

Ø двусторонние.
9. По порядку обмена сообщения

Ø симплексная связь — двусторонняя радиосвязь, при которой передача и прием каждой радиостанции осуществляется поочередно;

Ø дуплексная связь — передача и прием осуществляется одновременно (наиболее оперативная);

Ø полудуплексная связь — относится к симплексной, в которой предусматривается автоматический переход с передачи на прием и возможность переспроса корреспондента.

10. По способам защиты передаваемой информации

Ø открытая связь;

Ø закрытая связь (засекреченная).

11. По степени автоматизации обмена информацией

Ø неавтоматизированные — управление радиостанцией и обмен сообщениями выполняется оператором;

Ø автоматизированные — вручную осуществляется только ввод информации;

Ø автоматические — процесс обмена сообщениями выполняется между автоматическим устройством и ЭВМ без участия оператора.

Классификация №3 (что-то может повторяться):

1. По назначению

– телефонные

– телеграфные

– телевизионные

– радиовещательные

2. По направлению передачи

– симплексные (передача только в одном направлении)

– полудуплексные (передача поочередно в обоих направлениях)

– дуплексные (передача одновременно в обоих направлениях)

3. По характеру линии связи

– механические

– гидравлические

– акустические

– электрические (проводные)

– радио (беспроводные)

– оптические

4. По характеру сигналов на входе и выходе канала связи

– аналоговые (непрерывные)

– дискретные по времени

– дискретные по уровню сигнала

– цифровые (дискретные и по времени и по уровню)

5. По числу каналов на одну линию связи

– одноканальные

– многоканальные

И еще рисунок сюда:

Рис.3. Классификация линий связи.

Характеристики (параметры) каналов связи

1. Передаточная функция канала:представляется в виде амплитудно-частотной характеристики (АЧХ)ипоказывает, как затухает амплитуда синусоиды на выходе канала связи по сравнению с амплитудой на ее входе для всех возможных частот передаваемого сигнала. Нормированная амплитудно-частотная характеристика канала показана на рис.4.

Знание амплитудно-частотной характеристики реального канала позволяет определить форму выходного сигнала практически для любого входного сигнала.

Для этого необходимо найти спектр входного сигнала, преобразовать амплитуду составляющих его гармоник в соответствии с амплитудно-частотной характеристикой, а затем найти форму выходного сигнала, сложив преобразованные гармоники.

Для экспериментальной проверки амплитудно-частотной характеристики нужно провести тестирование канала эталонными (равными по амплитуде) синусоидами по всему диапазону частот от нуля до некоторого максимального значения, которое может встретиться во входных сигналах. Причем менять частоту входных синусоид нужно с небольшим шагом, а значит количество экспериментов должно быть большим.

—- отношение спектра выходного сигнала к входному
— полоса пропускания

Рис.4 Нормированная амплитудно-частотная характеристика канала

2. Полоса пропускания: является производной характеристикой от АЧХ.

Она представляет собой непрерывный диапазон частот, для которых отношение амплитуды выходного сигнала к входному превышает некоторый заранее заданный предел, то есть полоса пропускания определяет диапазон частот сигнала, при которых этот сигнал передается по каналу связи без значительных искажений.

Обычно полоса пропускания отсчитывается на уровне 0,7 от максимального значения АЧХ. Ширина полосы пропускания в наибольшей степени влияет на максимально возможную скорость передачи информации по каналу связи.

3. Затухание: определяется как относительное уменьшение амплитуды или мощности сигнала при передаче по каналу сигнала определенной частоты.

Часто при эксплуатации канала заранее известна основная частота передаваемого сигнала, то есть та частота, гармоника которой имеет наибольшую амплитуду и мощность. Поэтому достаточно знать затухание на этой частоте, чтобы приблизительно оценить искажения передаваемых по каналу сигналов.

Более точные оценки возможны при знании затухания на нескольких частотах, соответствующих нескольким основным гармоникам передаваемого сигнала.

Затухание обычно измеряется в децибелах (дБ) и вычисляется по следующей формуле: , где

— мощность сигнала на выходе канала,

— мощность сигнала на входе канала.

Затухание всегда рассчитывается для определенной частоты и соотносится с длиной канала. На практике всегда пользуются понятием “погонное затухание”, т.е. затухание сигнала на единицу длины канала, например, затухание 0.1 дБ/метр.

4. Скорость передачи: характеризует количество бит, передаваемых по каналу в единицу времени. Она измеряется в битах в секунду — бит/с, а также производных единицах: Кбит/c, Мбит/c, Гбит/с. Скорость передачи зависит от ширины полосы пропускания канала, уровня шумов, вида кодирования и модуляции.

5. Помехоустойчивость канала: характеризует его способность обеспечивать передачу сигналов в условиях помех. Помехи принято делить на внутренние (представляет собой тепловые шумы аппаратуры) и внешние (они многообразны и зависят от среды передачи).

Помехоустойчивость канала зависит от аппаратных и алгоритмических решений по обработке принятого сигнала, которые заложены в приемо-передающее устройство. Помехоустойчивость передачи сигналов через канал может быть повышена за счет кодирования и специальной обработки сигнала.

6. Динамический диапазон: логарифм отношения максимальной мощности сигналов, пропускаемых каналом, к минимальной.

7. Помехозащищенность: это помехозащищенность, т.е. помехозащищенность.

Источник: https://megaobuchalka.ru/6/44069.html

1.3. Разновидности каналов связи

Основные понятия и характеристики каналов связи: Существует множество видов каналов связи, которые, в зависимости от

1.3.1.Основные определения. Средапередачи данных – совокупность линийпередачи данных и блоков взаимодействия(т.е. сетевого оборудования, не входящегов станции данных), предназначенных дляпередачи данных между станциями данных.Среды передачи данных могут быть общегопользования или выделенными дляконкретного пользователя.

Линияпередачи данных -средства, которые используются винформационных сетях для распространениясигналов в нужном направлении. Примерамилиний передачи данных являютсякоаксиальный кабель, витая пара проводов,световод.

Характеристикамилиний передачи данных являются зависимостизатухания сигнала от частоты и расстояния.Затухание принято оценивать в децибеллах,1 дБ = 10*lg(P1/P2), где Р1 и Р2 – мощности сигналана входе и выходе линии соответственно.

Призаданной длине можно говорить о полосепропускания(полосе частот) линии. Полоса пропусканиясвязана соскоростью передачи информации.Различаютбодовую (модуляционнуюинформационнуюскорости.

Бодовая скорость измеряетсяв бодах, т.е. числом изменений дискретногосигнала в единицу времени, а информационная- числом битов информации, переданныхв единицу времени.

Именно бодоваяскорость определяется полосой пропусканиялинии.

Еслина бодовом интервале (между соседнимиизменениями сигнала) передается N бит,то число градаций модулируемого параметранесущей равно 2N.Например, при числе градаций 16 и скорости1200 бод одному боду соответствует 4 бит/си информационная скорость составит4800 бит/с.

Максимальновозможная информационная скорость Vсвязана с полосой пропускания F каналасвязи формулой Хартли-Шеннона(предполагается, что одно изменениевеличины сигнала приходится на log2kбит, где k – число возможных дискретныхзначений сигнала) V = 2*F*log2kбит/с, так как V = log2k/t,где t – длительность переходных процессов,приблизительно равная 3*ТВ,аТВ= 1/(2*p *F), Здесь k ? 1+A, A – отношениесигнал/помеха.

Канал(канал связи) – средстваодносторонней передачи данных. Примеромканала может быть полоса частот,выделенная одному передатчику прирадиосвязи. В некоторой линии можнообразовать несколько каналов связи, покаждому из которых передается свояинформация.

При этом говорят, что линияразделяется между несколькими каналами.

Существуют два метода разделения линиипередачи данных: временное мультиплексирование(иначе разделение по времени или TDM), прикотором каждому каналу выделяетсянекоторый квант времени, и частотноеразделение (FDM – Frequency Division Method), прикотором каналу выделяется некотораяполоса частот.

Каналпередачи данных – средствадвустороннего обмена данными, включающиеАКД и линию передачи данных.

Поприроде физической среды передачиданных (ПД) различают каналы передачиданных на оптических линиях связи,проводных (медных) линиях связи ибеспроводные. В свою очередь, медныеканалы могут быть представленыкоаксиальными кабелями и витыми парами,а беспроводные – радио- и инфракраснымиканалами.

Взависимости от способа представленияинформации электрическими сигналамиразличают аналоговые и цифровые каналыпередачи данных.

В аналоговых каналахдля согласования параметров среды исигналов применяют амплитудную,частотную, фазовую и квадратурно-амплитуднуюмодуляции.

В цифровых каналах дляпередачи данных используютсамосинхронизирующиеся коды, а дляпередачи аналоговых сигналов -кодово-импульсную модуляцию.

Первыесети ПД были аналоговыми, посколькуиспользовали распространенные телефонныетехнологии. Но в дальнейшем устойчиворастет доля цифровых коммуникаций (этоканалы типа Е1/Т1, ISDN, сети Frame Relay, выделенныецифровые линии и др.)

Взависимости от направления передачиразличают каналы симплексные(односторонняяпередача), дуплексные(возможностьодновременной передачи в обоихнаправлениях) и полудуплексные(возможностьпопеременной передачи в двух направлениях).

Взависимости от числа каналов связи ваппаратуре ПД различают одно- имногоканальные средства ПД. В локальныхвычислительных сетях и в цифровыхканалах передачи данных обычно используютвременное мультиплексирование, ваналоговых каналах – частотное разделение.

Есликанал ПД монопольно используется однойорганизацией, то такой канал называютвыделенным, в противном случае каналявляется разделяемым или виртуальным(общего пользования).

Кпередаче информации имеют прямоеотношение телефонные сети, вычислительныесети передачи данных, спутниковыесистемы связи, системы сотовой радиосвязи.

1.3.2.Проводные линии связи.В вычислительныхсетях проводные линии связи представленыкоаксиальными кабелями и витыми парамипроводов.

Используютсякоаксиальные кабели: “толстый”диаметром 12,5 мм и “тонкий” диаметром6,25 мм. “Толстый” кабель имеет меньшеезатухание, лучшую помехозащищенность,что обеспечивает возможность работына больших расстояниях, но он плохогнется, что затрудняет прокладкусоединений в помещениях, и дороже”тонкого”.

Существуютэкранированные (STP – Shielded Twist Pair) инеэкранированные (UTP – Unshielded Twist Pair) витыепары проводов. Экранированные парысравнительно дороги. Неэкранированныевитые пары имеют несколько категорий(типов). Обычный телефонный кабель – паракатегории 1.

Пара категории 2 можетиспользоваться в сетях с пропускнойспособностью до 4 Мбит/с. Для сетейEthernet (точнее, для ее варианта с названием10Base-T) разработана пара категории 3, адля сетей Token Ring – пара категории 4.

Наиболее совершенной является витаяпара категории 5, которая применима причастотах до 100 МГц. В паре категории 5проводник представлен медными жиламидиаметром 0,51 мм, навитыми по определеннойтехнологии и заключенными в термостойкуюизолирующую оболочку.

В высокоскоростныхЛВС на UTP длины соединений обычно непревышают 100 м. Затухание на 100 МГц и придлине 100 м составляет около 24 дБ, при 10МГЦ и 100 м – около 7 дБ.

Витыепары иногда называют сбалансированнойлинией в том смысле, что в двух проводахлинии передаются одни и те же уровнисигнала (по отношению к земле), но разнойполярности. При приеме воспринимаетсяразность сигналов, называемая парафазнымсигналом. Синфазные помехи при этомсамокомпенсируются.

1.3.3.Оптические линии связи.Оптическиелинии связи реализуются в видеволоконно-оптических линий связи (ВОЛС).Конструкция ВОЛС – кварцевый сердечникдиаметром 10 мкм, покрытый отражающейоболочкой с внешним диаметром 125…200мкм. Типичные характеристики ВОЛС:работа на волнах 0,85..

.1,55 мкм, затухание0,7 дБ/км, полоса частот – до 2 ГГц;ориентировочная цена – 4…5 долл. за 1 м.Предельные расстояния D для передачиданных по ВОЛС (без ретрансляции) зависятот длины волны излучения L: для L=850 нмимеем D=5км, а для L=1300 нм D=50 км, ноаппаратурная реализация дороже.

ВОЛСявляются основой высокоскоростнойпередачи данных, особенно на большиерасстояния. Так, в настоящее времяпрактически реализован проекткругосветного канала передачи данныхна ВОЛС длиной в 27,3 тыс. км, кабельпроходит по дну трех океанов, Средиземногои Красного морей, информационная скорость5,3 Гбит/с.

Именнона ВОЛС достигнуты рекордные скоростипередачи информации. В экспериментальнойаппаратуре с использованием методамультиплексирования с разделениемканалов по длинам волн (WDM – Wavelengths DivisionMultiplexing) достигнута скорость 1100 Гбит/сна расстоянии 150 км. В одной из действующихсистем на основе WDM передача идет соскоростью 40 Гбит/с на расстояния до 320км.

Вметоде WDM выделяется несколько несущихчастот (каналов). Так, в последнейупомянутой системе имеются 16 такихканалов вблизи частоты 4*105ГГц, отстоящихдруг от друга на 103ГГц, в каждом канале достигается скорость2,5 Гбит/с.

1.3.4.Беспроводные каналы связи.В беспроводныхканалах передача информации осуществляетсяна основе распространения радиоволн.В табл.1.1 приведены сведения о диапазонахэлектромагнитных колебаний, используемыхв беспроводных и оптических каналахсвязи.

Таблица1.1

ДиапазонДлины волн, мЧастоты, ГГцПрименение
Дециметровый1..0,10,3..3Сотовые радиотелефоны, ТВ, спутниковая связь, РК в ЛВС*
Сантиметровый0,1..0,013..30Радиорелейные линии, РК в ЛВС, спутниковая связь
Миллиметровый0,01..0,00130..300РК в ЛВС
Инфракрасный0,001..7,5*10-73*102..4*105ВОЛС, WDМ**
Видимый свет(7,5…4,0)*10-7(4,0…7,5)*105
*) РК в ЛВС – радиоканалы в локальных сетях и системах связи;**) WDM – мультиплексирование с разделением каналов по длинам волн.

Дляорганизации канала ПД в диапазонахдециметровых волн (902…928 МГц и 2,4…2,5 ГГц)требуется регистрация в Госсвязьнадзоре.Работа в диапазоне 5,725…5,85 ГГц покалицензирования не требует.

Чемвыше рабочая частота, тем больше емкость(число каналов) системы связи, но темменьше предельные расстояния, на которыхвозможна прямая передача между двумяпунктами без ретрансляторов. Первая изпричин и порождает тенденцию к освоениюновых более высокочастотных диапазонов.

Радиоканалывходят необходимой составной частью вспутниковые и радиорелейные системысвязи, применяемые в территориальныхсетях, в сотовые системы мобильнойсвязи, они используются в качествеальтернативы кабельным системам влокальных сетях и при объединении сетейотдельных офисов и предприятий вкорпоративные сети. Во многих случаяхприменение радиоканалов оказываетсяболее дешевым решением по сравнению сдругими вариантами.

Втерриториальных сетях на региональномуровне часто используются радиорелейныелинии связи(коммутация каналов, диапазон частот15…

23 ГГц, связь в пределах прямойвидимости, что ограничивает дальностьмежду соседними станциями – до 50 км приусловии размещения антенн на строенияхтипа башен).

Последовательность станций,являющихся ретрансляторами, позволяетпередавать информацию на значительныерасстояния.

Радиосвязьиспользуется в корпоративных и локальныхсетях, если затруднена прокладка другихканалов связи. Радиоканаллибо выполняет роль моста между подсетями(двухточечное соединение), либо являетсяобщей средой передачи данных в ЛВС поизлагаемому далее методу МДКН/ОК (см.гл. 4), либо служит соединением междуцентральным и терминальными узлами всети с централизованным управлением.

Впервом случае (связь двух сетей) имеемдвухточечное соединение с направленнымиантеннами, дальность в пределах прямойвидимости (обычно до 15-20 км с расположениемантенн на крышах зданий). Мост имеет дваадаптера: один для формирования сигналовдля радиоканала, другой – для кабельнойподсети.

Вслучае использования радиоканала вкачестве общей среды передачи данныхв ЛВС сеть называют RadioЕthernet (стандартIEEE 802.11), она обычно используется внутризданий. В состав аппаратуры входятприемопередатчики и антенны. Связьосуществляется на частотах от одногодо нескольких гигагерц. Расстояниямежду узлами – несколько десятков метров.

Всоответствии со стандартом IEEE 802.11возможны два способа передачи двоичнойинформации в ЛВС, оба они имеют цельюобеспечить защиту информации отнежелательного доступа.

Первыйспособ нзывается методом прямойпоследовательности (DSSS – Direct Sequence SpreadSpectrum). В нем вводится избыточность -каждый бит данных представляетсяпоследовательностью из 11 элементов(“чипов”).

Эта последовательностьсоздается по алгоритму, известномуучастникам связи, и потому может бытьдешифрирована при приеме. Избыточностьповышает помехоустойчивость, чтопозволяет снизить требования к мощностипередатчика, а для сохранения высокойскорости нужно расширять полосупропускания.

Так, в аппаратуре фирмыAironet в диапазоне 2,4 ГГц имеются 4 каналашириной в 22 МГц.

Второйспособ- методчастотныхскачков(FHSS – Frequency Hopping Spread Spectrum). Вэтом методе полоса пропускания делитсяна 79 поддиапазонов. Передатчик черезкаждые 20 мс переключается на новыйподдиапазон, причем алгоритм изменениячастот известен только участникам связии может изменяться, что и затрудняетнесанкционированный доступ к данным.

Вварианте использования радиоканаловдля связи центрального и периферийногоузлов центральный пункт имеетненаправленную антенну, а терминальныепункты при этом используют направленныеантенны. Дальность связи составляеттакже десятки метров, а вне помещений- сотни метров.

Пример многоточечнойсистемы: ненаправленная антенна погоризонтали, угол 30 градусов по вертикали,5,8 ГГц – к терминалам, 2,4 ГГц – к центральномуузлу, до 62 терминалов, дальность – 80 мбез прямой видимости.

В системе RoomAboutсвязь на частоте 920 МГц гарантируетсяна расстоянии в 120 метров, предусмотреназащита от перехвата информации.

Вусловиях высоких уровней электромагнитныхпомех иногда используют инфракрасныеканалы связи.В последнее время их стали применятьне только в цехах, но и в офисах, где лучиможно направлять над перегородкамипомещения.

Поставкойоборудования для организации корпоративныхи локальных беспроводных сетей занимаетсяряд фирм, в том числе известные фирмыLucent Technologies, Aironet, Multipoint Network.

Воборудование беспроводных каналов ПДвходят:

Сетевыеадаптеры и радиомодемы, поставляемыевместе с комнатными антеннами идрайверами. Различаются способамиобработки сигналов, характеризуютсячастотой передачи, пропускной способностью,дальностью связи.

Сетевойадаптер вставляется в свободный разъемшины компьютера. Например, адаптерWaveLAN (Lucent Technologies) подключается к шинеISA, работает на частоте 915 МГц, пропускнаяспособность 2 Мбит/с.

Радиомодемподключается к цифровому ООД черезстандартный интерфейс. Например,радиомодемы серии RAN (Multipoint Networks) могутработать в дуплексном или полудуплексномрежимах; со сторны порта данных -интерфейсRS-232C, RS-449 или V.35, скорости до 128 кбит/с;со стороны радиопорта – частоты 400…512или 820…960 МГц, ширина радиоканала 25…200кГц.

Радиомостыиспользуются для объединения междусобой кабельных сегментов и отдельныхЛВС в пределах прямой видимости и дляорганизации магистральных каналов вопорных сетях, выполняют ретрансляциюи фильтрацию пакетов. Например, мостARLAN 640 (Aironet) взаимодействует с сетямиEthernet, обеспечивает 2 Мбит/с

Направленные иненаправленные антенны, антенныеусилители, и вспомогательное оборудованиетипа кабелей, полосовых фильтров,грозозащитников и т.п.

1.3.5.Спутниковые каналы передачи данных.Спутники всистемах связи могут находиться нагеостационарных (высота 36 тысяч км) илинизких орбитах. При геостационарныхорбитах заметны задержки на прохождениесигналов (туда и обратно около 520 мс).Возможно покрытие поверхности всегоземного шара с помощью четырех спутников.

В низкоорбитальных системах обслуживаниеконкретного пользователя происходитпопеременно разными спутниками. Чемниже орбита, тем меньше площадь покрытияи, следовательно, нужно или большеназемных станций, или требуетсямежспутниковая связь, что естественноутяжеляет спутник.

Число спутниковтакже значительно больше (обычнонесколько десятков)

Структураспутниковых каналов передачи данныхможет быть проиллюстрирована на примереширокоизвестной системы VSAT (Very SmallAperture Terminal). Наземная часть системыпредставлена совокупностью комплексов,в состав каждого из них входят центральнаястанция (ЦС) и абонентские пункты (АП).

Связь ЦС со спутником происходит порадиоканалу (пропускная способность 2Мбит/с) через направленную антеннудиаметром 1…3 м и приемопередающуюаппаратуру. АП подключаются к ЦС посхеме “звезда” с помощью многоканальнойаппаратуры (обычно это аппаратура Т1или Е1, хотя возможна и связь черезтелефонные линии) или по радиоканалучерез спутник.

Те АП, которые соединяютсяпо радиоканалу (это подвижные илитруднодоступные объекты), имеют своиантенны, и для каждого АП выделяетсясвоя частота. ЦС передает свои сообщенияшироковещательно на одной фиксированнойчастоте, а принимает на частотах АП.Арендная плата за соединение “точка-точка”через VSAT cо скоростью 64 кбит/с составляетоколо 3900 долл.

в месяц, что для большихрасстояний дешевле, чем аренда выделеннойназемной линии.

Примерамироссийских систем спутниковой связи сгеостационарными орбитами могут служитьсистемы Инмарсат и Runnet. Так, в Runnetприменяются геостационарные спутники”Радуга”. Один из них, с точкойстояния 85 градусов в.д.

, охватывает почтивсю территорию России. В качествеприемопередающей аппаратуры (ППА)используются станции “Кедр-М” или”Калинка”, работающие в сантиметровомдиапазоне волн (6,18…6,22 ГГц и 3,855…3,895 ГГцсоответственно). Диаметр антенн 4,8 м.

Структура ЦС представлена на рис. 2.7.

Впланируемой фирмой LMI на 1998-2001 г.г. системеглобальной спутниковой связипредусматривается 4 геостационарныхспутника. В России для этой системыбудет установлено 26-30 наземных станций(оператор Ростелеком).

Примерысетей с низкоорбитальными спутниками- система глобальной спутниковойтелефонной связи “Глобалстар”. 48низкоорбитальных (высота 1400 км) спутниковохватывают весь земной шар. Каждаястанция (наземная) имеет одновременносвязь с тремя спутниками. У спутникашесть сфокусированных лучей по 2800дуплексных каналов каждый.

Обеспечиваютсятелефонная связь для труднодоступныхрайонов, навигационные услуги, определениеместонахождения подвижных объектов.Терминал обойдется в 750 долл., минутаразговора в 30-50 центов. Начало коммерческойэксплуатации было намечено на 1999 г.

Другая глобальная спутниковая сетьIridium, имеющая и российский сегмент,включает 66 низкоорбитальных спутников,диапазон частот 1610-1626,5 МГц. В российскойсистеме Глоснасс – 24 спутника.

В2000 г. 30% международного трафика проходилопо спутниковым каналам, 70% – по наземнымлиниям.

Источник: https://studfile.net/preview/7161435/page:3/

Каналы связи. Классификация каналов связи. Параметры каналов связи. Условие передачи сигнала по каналу связи

Основные понятия и характеристики каналов связи: Существует множество видов каналов связи, которые, в зависимости от

ID: 25735

Название работы: Каналы связи. Классификация каналов связи. Параметры каналов связи. Условие передачи сигнала по каналу связи

Категория: Контрольная

Предметная область: Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Описание: Канал связи — система технических средств и среда распространения сигналов для передачи сообщений (не только данных) от источника к получателю (и наоборот). Канал связи, понимаемый в узком смысле (тракт связи), представляет только физическую среду распространения сигналов, например, физическую линию связи.

Язык: Русский

Дата добавления: 2013-08-17

Размер файла: 287 KB

Работу скачали: 788 чел.

Вопрос №3 «Каналы связи. Классификация каналов связи. Параметры каналов связи. Условие передачи сигнала по каналу связи».

[0.1]
Канал связи

[0.2]
Классификация

[0.3]
Характеристики (параметры) каналов связи

[0.4]
Условие передачи сигналов по каналам связи.

[0.5] Литература

Канал связи

Канал связи — система технических средств и среда распространения сигналов для передачи сообщений (не только данных) от источника к получателю (и наоборот). Канал связи, понимаемый в узком смысле (тракт связи), представляет только физическую среду распространения сигналов, например, физическую линию связи.

Канал связи предназначен для передачи сигналов между удаленными устройствами. Сигналы несут информацию, предназначенную для представления пользователю (человеку), либо для использования прикладными программами ЭВМ.

Канал связи включает следующие компоненты:

  1.  передающее устройство;
  2.  приемное устройство;
  3.  среду передачи различной физической природы (Рис.1) .

Формируемый передатчиком сигнал, несущий информацию, после прохождения через среду передачи поступает на вход приемного устройства. Далее информация выделяется из сигнала и передается потребителю.

Физическая природа сигнала выбирается таким образом, чтобы он мог распространяться через среду передачи с минимальным ослаблением и искажениями.

Сигнал необходим в качестве переносчика информации, сам он информации не несет.

Рис.1. Канала связи (вариант №1)

Рис.2 Канал связи (вариант №2)

Т.е. это (канал) — техническое устройство (техника+среда).

Характеристики (параметры) каналов связи

  1.  Передаточная функция канала: представляется в виде амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) и показывает, как затухает амплитуда синусоиды на выходе канала связи по сравнению с амплитудой на ее входе для всех возможных частот передаваемого сигнала. Нормированная амплитудно-частотная характеристика канала показана на рис.4.

    Знание амплитудно-частотной характеристики реального канала позволяет определить форму выходного сигнала практически для любого входного сигнала. Для этого необходимо найти спектр входного сигнала, преобразовать амплитуду составляющих его гармоник в соответствии с амплитудно-частотной характеристикой, а затем найти форму выходного сигнала, сложив преобразованные гармоники.

    Для экспериментальной проверки амплитудно-частотной характеристики нужно провести тестирование канала эталонными (равными по амплитуде) синусоидами по всему диапазону частот от нуля до некоторого максимального значения, которое может встретиться во входных сигналах. Причем менять частоту входных синусоид нужно с небольшим шагом, а значит количество экспериментов должно быть большим.

—- отношение спектра выходного сигнала к входному 
— полоса пропускания

Рис.4 Нормированная амплитудно-частотная характеристика канала

  1.  Полоса пропускания: является производной характеристикой от АЧХ. Она представляет собой непрерывный диапазон частот, для которых отношение амплитуды выходного сигнала к входному превышает некоторый заранее заданный предел, то есть полоса пропускания определяет диапазон частот сигнала, при которых этот сигнал передается по каналу связи без значительных искажений. Обычно полоса пропускания отсчитывается на уровне 0,7 от максимального значения АЧХ. Ширина полосы пропускания в наибольшей степени влияет на максимально возможную скорость передачи информации по каналу связи.
  2.  Затухание: определяется как относительное уменьшение амплитуды или мощности сигнала при передаче по каналу сигнала определенной частоты. Часто при эксплуатации канала заранее известна основная частота передаваемого сигнала, то есть та частота, гармоника которой имеет наибольшую амплитуду и мощность. Поэтому достаточно знать затухание на этой частоте, чтобы приблизительно оценить искажения передаваемых по каналу сигналов. Более точные оценки возможны при знании затухания на нескольких частотах, соответствующих нескольким основным гармоникам передаваемого сигнала.

Затухание обычно измеряется в децибелах (дБ) и вычисляется по следующей формуле: , где

— мощность сигнала на выходе канала,

— мощность сигнала на входе канала.

Затухание всегда рассчитывается для определенной частоты и соотносится с длиной канала. На практике всегда пользуются понятием “погонное затухание”, т.е. затухание сигнала на единицу длины канала, например, затухание 0.1 дБ/метр. 

  1.  Скорость передачи: характеризует количество бит, передаваемых по каналу в единицу времени. Она измеряется в битах в секунду — бит/с, а также производных единицах: Кбит/c, Мбит/c, Гбит/с. Скорость передачи зависит от ширины полосы пропускания канала, уровня шумов, вида кодирования и модуляции.
  2.  Помехоустойчивость канала: характеризует его способность обеспечивать передачу сигналов в условиях помех. Помехи принято делить на внутренние (представляет собой тепловые шумы аппаратуры) и внешние (они многообразны и зависят от среды передачи). Помехоустойчивость канала зависит от аппаратных и алгоритмических решений по обработке принятого сигнала, которые заложены в приемо-передающее устройство. Помехоустойчивость передачи сигналов через канал может быть повышена за счет кодирования и специальной обработки сигнала.
  3.  Динамический диапазон: логарифм отношения максимальной мощности сигналов, пропускаемых каналом, к минимальной.
  4.  Помехозащищенность: это помехозащищенность, т.е. помехозащищенность.

Условие передачи сигналов по каналам связи

Канал, по сути, это фильтр. Чтобы сигнал прошел через него без искажений, объем этого канала должен быть больше сигнала или равен ему (см. рис).

Математически условие можно записать так: , где

;   (1)

В приведенных формулах

•  – полоса пропускания канала, или полоса частот, которую канал может пропустить при нормированном затухании сигнала;

•  – динамический диапазон, равный отношению максимально допустимого уровня сигнала в канале к уровню помех, нормированных для этого типов каналов;

•  – время, в течение которого канал используется для передачи данных;

•  – ширину спектра  частот сигнала, т. е. интервал по шкале частотного спектра, занимаемый сигналом;

•  – динамический диапазон, равный отношению средней мощности сигнала к средней мощности помехи в канале;

•  – длительность сигнала, или время его существования.

Другая форма записи условия (развернутая):

P.S.: Параметр «Объем канала» в некоторых источниках так же указывается, как один из параметров канала связи, но не везде. Математическая формула приведена выше в (1[]).

Литература

1.http://edu.dvgups.ru/METDOC/ENF/BGD/BGD_CHS/METOD/ANDREEV/WEBUMK/frame/1.htm;

2. http://supervideoman.narod.ru/index.htm.

Источник: http://5fan.ru/wievjob.php?id=25735

Medic-studio
Добавить комментарий