Teabeedastuskanalite tüübid. Erinevate tehniliste kanalite kaudu teabe edastamise skeem

Edastuskanalid, nende klassifikatsioon ja põhiomadused

Põhimõisted ja määratlused: edastuskanal, selle dünaamiline ulatus, efektiivselt edastatav sagedusriba, aeg, mille jooksul kanal on ette nähtud esmase signaali edastamiseks, kanali läbilaskevõime. Kanali peamised parameetrid ja omadused. Summutuse jääkhälbe normaliseerimise põhimõtted, sageduskarakteristik, "mustri" mõiste. Faasi-sageduskarakteristik. Amplituudiomadused ja selle erinevad vormid. Tüüpilised kanalid ja nende peamised omadused.

Telekommunikatsioonisüsteemide ja -võrkude tehnoloogia põhimõisted on edastuskanal ja telekommunikatsioonikanal.

edastuskanal on tehniliste vahendite ja levikandja kogum, mis tagab telekommunikatsioonisignaalide edastamise teatud sagedusalas või teatud edastuskiirusel telekommunikatsioonivõrkude lõpp- või vahepunktide vahel.

Vastavalt telekommunikatsioonisignaalide edastamise meetoditele on olemas analoog Ja digitaalne kanalid.

1) Analoogkanalid jagunevad omakorda pidev Ja diskreetne olenevalt signaali infoparameetri muutusest.

2) Digikanalid jagatakse kanaliteks kasutades impulsskoodi modulatsioon (PCM ) , kanalid kasutavad diferentsiaal PCM ja kanalite baasil delta modulatsioon . Nimetatakse kanaleid, mille mõnes osas kasutatakse signaali edastamise analoogmeetodeid ja teistes digitaalseid signaaliülekande meetodeid segaedastuskanalid.

Sõltuvalt ribalaiusest, milles sidesignaale edastatakse, ja kanali parameetrite vastavusest kehtestatud standarditele, on olemas analoog tüüpilised kõnesageduskanalid, tüüpilised esmased, sekundaarsed, tertsiaarsed ja kvaternaarsed lairibakanalid. Tüüpilised kanalid ringhäälingu helisignaalide, pildisignaalide ja teleheli edastamiseks;

Sõltuvalt edastuskiirusest ja kanali parameetrite vastavusest kehtestatud standarditele on olemas: põhiline digitaalkanal, esmane, sekundaarne, tertsiaarne, kvaternaarne ja viis digitaalset kanalit ;

Vastavalt telekommunikatsiooni signaali levikandja tüübile on olemas: traatkanalid organiseeritud üle kaabel- ja harvemini õhusideliinide ja raadiokanalid korraldatud raadiorelee ja satelliitsideliinide kaudu.

Telekommunikatsiooni kanal nimetatakse tehniliste vahendite ja jaotuskeskkonna kogumiks, mis pakub esmaste signaalide edastamine telekommunikatsioon sõnum-primaarsignaali muundurist esmase signaal-sõnumi muundurile.

Lisaks ülaltoodud klassifikatsioonile on telekommunikatsioonikanalid jagatud alajaotusteks

Edastatud primaarsete signaalide (või sõnumite) tüübi järgi eristatakse neid telefonikanalid, heliedastuskanalid, telekanalid, televisioon

graafik kanalid Ja andmekanalid ;

Vastavalt kahepoolse suhtluse korraldamise meetoditele on olemas kahejuhtmeline üherealine kanal, kahejuhtmeline kaherealine kanal Ja neljajuhtmeline üheribaline kanal;

Territoriaalsel alusel on telekommunikatsioonikanalid jagatud alajaotusteks rahvusvahelistele, linnadevahelistele, magistraal-, tsoonilistele ja kohalikele .

Vaadeldav edastus- ja telekommunikatsioonikanalite (edaspidi kanalid) klassifikatsioon vastab nende korraldamise väljakujunenud praktikale ning nende põhiparameetrite ja omaduste nõuete väljatöötamisele, mis on tavaliselt seotud esmaste signaalide vastavate parameetrite ja omadustega.

Kanalit saab iseloomustada kolme parameetriga:

1) tõhusalt edastatav ribalaius DF To, mida kanal suudab signaali edastamise kvaliteedi nõuete täitmisega läbida;

2) aeg T To, mille jooksul on kanal ette nähtud signaalide või sõnumite edastamiseks;

3) dünaamiline ulatus D To, mida mõistetakse vormi seosena

Kus P kmax on maksimaalne moonutamata võimsus, mida saab kanali kaudu edastada; P kmmin– minimaalne signaalivõimsus, mille juures on tagatud vajalik kaitse häirete eest.

On ilmne, et signaali edastamine parameetritega DF c ,T Koos, Ja D c kanal parameetritega DF To ,T To Ja D To tingimusel võimalik

Kolme kanali parameetri toode V To = D To × F To × T To helistas talle mahutavus. Signaali saab edastada üle kanali, kui selle läbilaskevõime ei ole väiksem kui signaali maht (vt loeng 2). Kui võrratuste süsteem (3.2) ei ole täidetud, siis on see võimalik deformatsioonüks signaali parameetritest, mis võimaldavad selle helitugevust kanali mahuga sobitada. Seetõttu saab kanali kaudu signaali edastamise võimaluse tingimust esitada üldisemal kujul

V To ³ V Koos . (3.3)

Kanal on kaitstud

, (3.4)

Kus P P on häire võimsus kanalis.

Kanali mahtu kirjeldab järgmine avaldis

, (3.5)

Kus P kolmap on kanali kaudu edastatava signaali keskmine võimsus.

Edastuskanal kvadripoolina

Edastuskanal kui tehniliste vahendite kogum ja keskkond elektrisignaali levimiseks on erinevate nelja terminali kaskaadühendus. V, mis teostab filtreerimist, signaali teisendamist, nende võimendamist ja korrigeerimist. Seetõttu saab kanalit esindada samaväärne kvadripool, mille parameetrid ja omadused määravad signaali edastamise kvaliteedi, joon. 3.1.

Riis. 3.1. Edastuskanal kvadripoolina

Joonisel 3.1 on kasutatud järgmisi tähistusi: 1-1 ja 2-2 - vastavalt sisend- ja väljundklemmid; I sisse (jw) Ja I väljuda (jw) on komplekssed sisend- ja väljundvoolud; U sisse (jw) Ja U väljuda (jw) on komplekssed sisend- ja väljundpinged; Z sisse (jw) Ja Z väljuda (jw) - komplekssed sisend- ja väljundtakistused (reeglina on väärtused puhtalt aktiivsed ja võrdsed, st. Z sisse = R sisse = Z väljuda = R väljuda);K(jw) =U väljuda (jw) /U sisse (jw) =TO(w )× e jb (w) on kompleksne pinge ülekandetegur, TO(w) on ülekandeteguri moodul ja b(w) on faasinihe sisend- ja väljundsignaalide vahel; kui võetakse väljundvoolu ja sisendi suhe, siis räägitakse voolu ülekandetegurist; u sisse (t), u väljuda (t) on sisend- ja väljundsignaalide pinge hetkeväärtused ja R sisse Ja R väljuda – pinge või signaali võimsuse sisend- ja väljundtasemed.

Edastuskanalid töötavad reaalsete koormuste vahel Z h1 (jw) Ja Z h2 (jw), mis on ühendatud vastavalt klemmidega 1-1 ja 2-2.

Kanalite omadused ja nende vastavus sõnumiedastuse kvaliteedinõuetele määratakse mitmete parameetrite ja tunnustega.

Esimene ja üks peamisi kanali parameetreid on järelejäänud sumbumine A r, mis tähendab kanali töösummutus, mõõdetud või arvutatud klemmidega ühendamise tingimustes 1-1Ja 2-2 (joonis 3.1) nimiväärtustele vastavad aktiivtakistusedR sisse JaR väljuda vastavalt. Edastuskanali üksikute seadmete sisend- ja väljundtakistused on omavahel hästi kooskõlas. Sellel tingimusel võib kanali töösummutust lugeda summaga võrdseks iseloomulik(oma) sumbumineüksikuid seadmeid, peegeldusi ignoreerides. Seejärel saab valemiga määrata kanali jääksummutuse;

, (3.1)

Kus R sisse Ja R väljuda– tasemed kanali sisendis ja väljundis (vt joonis 3.1); A r- sumbumine i- ja S j - võimendus j- kvadripoolid, mis moodustavad edastuskanali.

See tähendab et järelejäänud sumbumine(OZ) kanal esitlebon sumbumiste ja võimenduste algebraline summa ja mugav arvutuste tegemiseks A r kui on teada võimendussektsioonide sumbumine ja võimendite võimendus. OZ-i mõõdetakse igaühe jaoks teatud väärtusega kanali mõõtmise sagedus.

Töö ajal ei jää kanali OD konstantseks, vaid erineb erinevate mõjul nimiväärtusest destabiliseerivadtegurid. Neid muudatusi OP-s nimetatakse ebastabiilsus, mida hinnatakse OC nimiväärtusest kõrvalekallete maksimaalsete ja ruutkeskmiste väärtuste või nende dispersiooni väärtuse järgi.

Kanali järelejäänud sumbumine on seotud selle ribalaiusega. Kanali sagedusriba, mille piires jääksummutus erineb nimiväärtusest mitte rohkem kui teatud väärtuse DA r võrra, nimetatakse tõhusalt edastatav ribalaius (EPCH). OZ-i lubatud kõrvalekalded on EPFC piires normaliseeritud DA r nimiväärtusest. Kõige tavalisem normaliseerimisviis on OP lubatud hälvete "mallide" kasutamine. Sellise malli ligikaudne vaade on näidatud joonisel fig. 3.2.

Riis. 3.2. Eeskujulik ülekande jääkisummutuse tolerantsi mall

Joonisel fig. 3.2 võttis vastu järgmised nimetused f 0 - OZ nimiväärtuse määramise sagedus; f n , f V – EPFC alumised ja ülemised piirsagedused; 1,2 - OZ-i lubatud kõrvalekallete piirid; 3 – OZ mõõdetud sagedusreaktsiooni vaade. OZ-i kõrvalekalded nominaalväärtusest määratakse valemiga

, (3.2)

Kus f - voolusagedus ja f 0 – OZ nimiväärtuse määramise sagedus.

Tihedalt seotud EPHR kontseptsiooniga sageduskarakteristik -sageduskarakteristik(või lihtsalt sageduskarakteristik ) kanal, mille all mõistetakse jääksummutuse sõltuvus sagedusest A r =j h (f)konstantsel tasemel kanali sisendis, st. R sisse = konst. See omadus hindab kanali poolt tekitatud amplituud-sagedus (lihtsalt sagedus) moonutusi, mis on tingitud selle OZ-i sõltuvusest sagedusest. Lubatud moonutused määratakse EPFC piires OZ-i kõrvalekallete mustriga. Kanali sageduskarakteristiku ligikaudne vaade on näidatud joonisel fig. 3.3.

Mitmete telekommunikatsioonisignaalide edastamiseks on see oluline faasisageduslik karakteristik - PFC(Lihtsalt faasi reaktsioon ) kanal, mis viitab väljund- ja sisendsignaalide vahelise faasinihke sõltuvusele sagedusest, st b=j f (f). Kanali faasikarakteristiku üldvaade on näidatud joonisel fig. 3.4

(rida 1).

Joonis 3. 3. Kanali sagedusreaktsioon. Joonis 3. 4. Kanali faasireaktsioon.

EPFC keskosas on see karakteristik lähedane lineaarsele ja selle piiridel on edastuskanali moodustavate filtrite tõttu märgatav mittelineaarsus. Kuna kanali poolt tekitatud faasinihet on raske otseselt mõõta, siis faasimoonutusi hinnatakse sageduskarakteristikuga. rühmareisi aeg - GVP(või aeglustus – GVZ)

t (w ) = db(w) / dw, (3.3)

Kus b (w) on faasisageduskarakteristik. GWP sageduskarakteristiku ligikaudne vaade on näidatud joonisel 3.4 (rida 2).

Määravad jääksummutuse, faasinihke või rühmatransiidiaja sageduskarakteristikud lineaarne moonutus edastuskanalite kaudu telekommunikatsioonisignaalide läbimise ajal.

Kanali väljundi võimsuse, pinge, voolu või nende tasemete sõltuvust kanali sisendis olevast võimsusest, pingest, voolust või nende tasemetest nimetatakse amplituudi karakteristik –Oh. Kanali AH all mõistetakse ka kanali jääksummutuse sõltuvust signaali tasemest selle sisendis, s.t. A r =j A (R sisse), mõõdetuna kanali sisendis mingil tingimuslikul konstantsel sagedusel, s.o. f ism= konst.

Kanali amplituudikarakteristikut saab esitada erinevate sõltuvustega, mis on näidatud joonisel 3.5: U väljuda =j n (U sisse) (joonis 3.5 a, read 1 ja 2), A r = j A (R sisse) (joonis 3.5 b, rida 1), R sisse =j R (R väljuda) (joonis 3.5 b, read 2 ja 3), kus on aktsepteeritud järgmised tähised: U sisse , U väljuda on signaali pinged vastavalt kanali sisendis ja väljundis; R sisse , R väljuda – signaalide tasemed (pinge, võimsus) vastavalt kanali sisendis ja väljundis; A r– edastuskanali jääksummutus.

Joonisel 3.5 esitatud graafikute põhjal on näha, et AH-l on kolm osa:

1) mittelineaarne sektsioon madala pinge väärtustel või signaali tasemetel kanali sisendis. Vahelduvvoolu mittelineaarsus on sel juhul seletatav pinge või signaali taseme võrreldavusega kanali enda müraga;

2) lineaarne lõik sisendsignaali pinge või taseme väärtustel, mida iseloomustab otsene proportsionaalne seos kanali sisendis oleva signaali pinge (taseme) ja kanali pinge (taseme) vahel. signaal kanali väljundis;

Joonis 3. 5. Edastuskanali amplituudiomadused

3) olulise mittelineaarsusega sektsioon signaali sisendpinge (taseme) väärtustel üle maksimumi U Max (R Max), mida iseloomustab välimus mittelineaarne moonutus. Kui joonlõikele AX vastava sirge kalle on 45 0, siis on kanali väljundis oleva signaali pinge (tase) võrdne selle sisendi pingega (nivoo). Kui kaldenurk on väiksem kui 45 0 , siis on kanalis sumbumine ja kui kaldenurk on suurem kui 45 0 , siis kanalis on võimendus. Kui A r > 0, siis kanal viib sisse sumbumise (summutuse), kui A r <0, то канал передачи вноситjääktugevdus.

AX-i kerge mittelineaarsus sisendpinge või signaali taseme madalatel väärtustel ei mõjuta edastuskvaliteeti ja seda võib tähelepanuta jätta. Vahelduvvoolu mittelineaarsus pinge oluliste väärtuste või sisendsignaali taseme juures, mis ületab vahelduvvoolu lineaarset osa, avaldub esinemises. harmoonilised või kombineeritud väljundsagedus. AH järgi saab mittelineaarsete moonutuste suurust ainult ligikaudselt hinnata. Täpsemalt hinnatakse kanalites esinevate mittelineaarsete moonutuste suurust mittelineaarse moonutuse koefitsient või mittelineaarsuse summutamine.

või
, (3.4)

Kus U 1 g - esimese (mõõtesignaali põhiharmooniku) pinge efektiivne väärtus; U 2g ,U 3g jne. - teise, kolmanda jne efektiivsed pinge väärtused. signaali harmoonilised, mis on tekkinud ülekandekanali AX-i mittelineaarsuse tõttu. Lisaks kasutatakse seda kontseptsiooni laialdaselt mitmekanaliliste telekommunikatsiooni edastussüsteemide tehnoloogias harmooniline summutus

A ng = 20 lg ( U 1 g / U n G) =R 1 g - R n G ,n = 2, 3 …, (3.5)

Kus R 1 g - absoluutne tase esimene harmooniline mõõtmissignaal, R n G - absoluutne tase n- Auhharmoonilised, AH kanali mittelineaarsuse tõttu.

Digikanaleid iseloomustab nende edastuskiirus ja hinnatakse signaali edastamise kvaliteeti veamäär , mis tähendab vigadega vastuvõetud digitaalsete signaalielementide arvu ja mõõteaja jooksul edastatud signaalielementide koguarvu suhe

TO oh = N oh / N =N oh / W, (3.6)

Kus N oh on ekslikult saadud elementide arv; N on edastatud elementide koguarv; IN– andmeedastuskiirus; T– mõõtmis- (vaatlus)aeg.

Telekommunikatsioonisüsteemid tuleks üles ehitada nii, et kanalid oleksid teatud universaalsusega ja sobiksid erinevat tüüpi sõnumite edastamiseks. Need omadused on tüüpilised kanalid , mille parameetrid ja omadused on normaliseeritud. Tüüpilised kanalid võivad olla lihtne, need. ei läbi transiidiseadmeid, Ja koostisosa, st. läbides transiidiseadmeid.

Tüüpilised edastuskanalid

Häälkanal . Tüüpilist analoogedastuskanalit sagedusribaga 300 ... 3400 Hz ning normaliseeritud parameetrite ja omadustega nimetatakse tooni sageduskanal - CFC.

Suhtelise (mõõtmis) taseme normaliseeritud (nimiväärtus) CFC sisendis on võrdne R sisse = - 13dBm 0, CFC väljundis R väljuda = + 4dBm 0. Mõõtesignaali sagedus võetakse võrdseks f ism = 1020Hz(varem 800 Hz). Seega on CFC nominaalne jääksummutus võrdne A r = - 17dB, st. CFC toob sisse võimenduse, mis on võrdne 17-ga dB.

Tõhusalt edastatav EHF sagedusala (liit- ja maksimaalne pikkus) on sagedusriba, mille äärmuslikel sagedustel (0,3 ja 3,4 kHz) on jääksummutus A r 8,7 dB võrra suurem kui jääksummutus sagedusel 1020 Hz (varem 800 Hz).

Summutuse jääkhälbete sagedusreaktsioon DA r nimiväärtusest (-17 dB) peab jääma sisse malli näidatud joonisel fig. 3.6.

Riis. 3.6. KFC jääksummutuse tolerantsi mall

Jääksummutuse sageduskarakteristiku nõuete täitmiseks peab selle ebaühtlus 2500 km pikkuse lihtkanali puhul mahtuma tabelis näidatud piiridesse. 3.1.

Tabel 3.1

f, kHz
DA r , dB

Faasisageduslikud moonutused mõjutavad kõnesignaali edastamise kvaliteeti vähe, kuid kuna CFC-d kasutatakse muude primaarsete signaalide edastamiseks, on suured faasisagedusmoonutused või rühmatransiidiaja (GTP) ebaühtlane sagedusreaktsioon vastuvõetamatu. Seetõttu normaliseeritakse GWP kõrvalekalded selle väärtusest sagedusel 1900 Hz lihtsa 2500 km pikkuse kanali kohta vaata tabelit 3.2.

Tabel 3.2

f,kHz

Dt,Prl

Loomulikult on liitkanalite puhul GWP hälbed sama mitu korda suuremad kui lihtsate kanalite arv, mis korraldavad liitkanalit.

CFC amplituudikarakteristik normaliseeritakse järgmiselt: lihtkanali jääksummutus peab olema konstantne täpsusega 0,3 dB signaali taseme mõõtmisel muutub –17,5 kuni +3,5 dB punktis, mille mõõtmise tase on null EPFC mis tahes sagedusel. Lihtsa kanali mittelineaarsete moonutuste koefitsient ei tohiks nominaalsel edastustasemel sagedusel 1020 ületada 1,5% (1% kolmanda harmoonilise puhul). Hz.

Hinnang puudutab ka CFC sisend- ja väljundtakistuste vastavust väliste vooluahelate takistustega - koormused: edastatavate signaalide allika sisetakistus ja koormuse takistus. CFC sisend- ja väljundtakistus peavad olema puhtalt aktiivsed ja võrdsed R sisse =R väljuda = 600Ohm. Kanali sisend ja väljund peavad olema sümmeetriline, koefitsient peegeldusedd või ebaühtluse summutus(peegeldused)A d võrdne, ei tohiks ületada vastavalt 10% või 20 dB.

(3.7)

ei tohiks ületada 10% või 20%. dB. Siin on Z n nominaalväärtus ja Z p on takistuse tegelik väärtus.

CFC kaudu edastamise kvaliteedi oluliseks näitajaks on häirevõimsus, mida mõõdetakse spetsiaalse seadmega, nn psofomeeter ("psofos" on kreeka keeles müra). Psofomeeter on ruutsuunalise alalduskarakteristikuga voltmeeter. Sellise karakteristiku valik on seletatav asjaoluga, et kõrv liidab üksikutest allikatest pärit müra võimsuse järgi ja võimsus on võrdeline pinge või voolu ruuduga. Psofomeetrid erinevad tavalistest ruutvoltmeetritest selle poolest, et neil on tundlikkuse sagedussõltuvus. See sõltuvus võtab arvesse kõrva erinevat tundlikkust üksikutel sagedustel, mis on osa häirete ja müra spektrist ning mis moodustub kaalust. psofomeetrilinefilter.

Kui psofomeetri sisendile rakendatakse pinge sagedusega 800 Hz nulli mõõtetasemega on selle näit 775 mV. Sama väärtuse saamiseks teistel sagedustel peavad tasemed olema enamasti kõrgemad. Psofomeetriga mõõdetud häirepinge U psof, on seotud tõhusa stressiga U eff suhe U psof = k P × U eff, Siin k P = 0,75 kutsutakse psofomeetriline koefitsient.

Psofomeetriga mõõdetud häire- või mürapinget nimetatakse psofomeetriline pinge. Psofomeetrilise pingega määratud võimsus teatud takistusel R, kutsutakse psofomeetriline jõud, mis on võrdne P psof = k P × U 2 eff / R = 0,56U 2 eff R.

Ühtlase spektriga häirevõimsuse keskmine tase leitakse psofomeetriliste mõõtmiste käigus sagedusalas 0,3 ... 3,4 kHz 2.5 poolt dB(ehk 1,78 korda) vähem kui efektiivsete (efektiivsete) väärtuste mõõtmisel. Väärtus 2,5 dB helistas logaritmiline psofomeetriline koefitsient.

Psofomeetriline interferentsi võimsus punktis, kus maksimaalse pikkusega CFC nullmõõtetase, mis koosneb maksimaalsest arvust lihtsatest kanalitest, ei tohiks ületada 50 000 pvtp 0 (Picowatt psofomeetriline suhtelise tasandi nullpunktis). Vastav efektiivne väärtus ( kaalumata) lubatud häirete võimsus on 87000 pW. Lihtkanali pikkusega 2500 psofomeetriline interferentsvõimsus km ei tohiks ületada 10 000 pvtp 0.

Samuti normaliseeritakse telefonisignaalide keskmise ja tippvõimsuse lubatud väärtused CFC sisendis: suhtelise nulltaseme punktis on keskmine võimsuse väärtus 32 µW ja tipp - 2220 µW.

Erineva info edastamiseks tuleb algselt luua selle levitamiseks keskkond, milleks on liinide ehk andmeedastuskanalite kogum spetsiaalsete transiiverseadmetega. Liinid ehk sidekanalid on ühenduslüliks igas kaasaegses andmeedastussüsteemis ning organisatsiooni seisukohast jagunevad need kahte põhitüüpi - need on liinid ja kanalid.

Sideliin on kaablite või juhtmete komplekt, mille abil ühendatakse sidepunktid omavahel ja abonendid ühendatakse lähimate sõlmedega. Samal ajal saab suhtluskanaleid luua mitmel viisil, sõltuvalt konkreetse objekti ja skeemi omadustest.

Mis need olla võivad?

Need võivad olla füüsilised traatkanalid, mis põhinevad spetsiaalsete kaablite kasutamisel, ja võivad olla ka lainelised. Lainesidekanalid moodustatakse igasuguse raadioside korraldamiseks kindlas keskkonnas antennide, aga ka spetsiaalse sagedusriba abil. Samal ajal jagunevad nii optilised kui ka elektrilised sidekanalid kaheks põhitüübiks – juhtmega ja juhtmevabaks. Sellega seoses saab optilist ja elektrilist signaali edastada juhtmete, õhu ja mitmel muul viisil.

Telefonivõrgus moodustub kanal pärast numbri valimist nii kauaks, kuni eksisteerib ühendus näiteks kahe abonendi vahel, ja ka seni, kuni püsib kõneseanss. Juhtmega sidekanalid moodustatakse spetsiaalsete tihendusseadmete kasutamisega, mille abil on võimalik sideliinide kaudu pika või lühikese aja jooksul edastada infot, mida tarnitakse tohutul hulgal erinevatest allikatest. Sellised liinid sisaldavad korraga ühte või mitut kaablipaari ja annavad võimaluse andmeedastuseks piisavalt pika vahemaa tagant. Olenemata sellest, millist tüüpi sidekanaleid vaadeldakse, on need raadiosides andmeedastusmeedium, mis on organiseeritud konkreetse või mitme sideseansi jaoks samaaegselt. Kui räägime mitmest seansist, siis saab rakendada nn sagedusjaotust.

Mis tüübid on?

Nii nagu tänapäevases sides, on ka erinevat tüüpi suhtluskanaleid:

Digitaalne.
Analoog.
Analoog-digitaal.

Digitaalne

See valik on suurusjärgu võrra kallim kui analoog. Selliste kanalite abil saavutatakse ülikõrge andmeedastuskvaliteet, samuti on võimalik juurutada erinevaid mehhanisme, mis saavutavad kanalite absoluutse terviklikkuse, kõrge infoturbe taseme, aga ka mitmete muud teenused. Selleks et tagada analoogteabe edastamine digitaalset tüüpi tehniliste sidekanalite kaudu, teisendatakse see teave algselt digitaalseks.

1980. aastate lõpus tekkis spetsiaalne integreeritud teenuste digitaalvõrk, mis on tänapäeval paljudele paremini tuntud kui ISDN. Eeldatakse, et selline võrk suudab aja jooksul muutuda globaalseks digitaalseks magistraalvõrguks, mis tagab ühenduse kontori- ja koduarvutite vahel, tagades neile piisavalt suure andmeedastuskiiruse. Seda tüüpi peamised suhtluskanalid võivad olla:

Faksiaparaat.
Telefon.
Andmeedastusseadmed.
Spetsiaalsed seadmed telekonverentsi pidamiseks.
Ja paljud teised.

Konkurentsina sellistele vahenditele võivad toimida kaasaegsed tehnoloogiad, mida tänapäeval kaabeltelevisioonivõrkudes aktiivselt kasutatakse.

Muud sordid

Sõltuvalt sidekanalite edastuskiirusest jagunevad need järgmisteks osadeks:

Madal kiirus. Sellesse kategooriasse kuuluvad kõikvõimalikud telegraafiliinid, mida iseloomustab ülimadal (tänapäeva standardite järgi peaaegu olematu) andmeedastuskiirus, mis ulatub maksimaalselt 200 bps-ni.
Keskmine kiirus. On olemas analoogtelefoniliinid, mis pakuvad edastuskiirust kuni 56 000 bps.
Kiire või, nagu neid ka nimetatakse, lairibaühendus. Andmeedastus seda tüüpi sidekanalite kaudu toimub kiirusega üle 56 000 bps.

Sõltuvalt andmeedastussuundade korraldamise võimalustest võib sidekanalid jagada järgmisteks tüüpideks:

Lihtne. Seda tüüpi sidekanalite korraldus annab võimaluse edastada andmeid ainult teatud suunas.
Pooldupleks. Selliseid kanaleid kasutades saab andmeid edastada nii edasi- kui ka vastupidises suunas.
Dupleks või täisdupleks. Selliseid tagasisidekanaleid kasutades saab andmeid edastada samaaegselt edasi- ja tagasisuunas.

Ühendatud

Juhtmega sidekanalid hõlmavad paralleelsete või keerutatud vaskjuhtmete massi, fiiberoptilisi sideliine ja spetsiaalseid koaksiaalkaableid. Kui arvestada, millised sidekanalid kasutavad kaableid, tasub esile tõsta mõned peamised:

keerdpaar. Annab võimaluse edastada teavet kiirusega kuni 1 Mbps.
koaksiaalkaablid. Sellesse rühma kuuluvad TV-vormingus kaablid, sealhulgas nii õhukesed kui ka paksud. Sellisel juhul ulatub andmeedastuskiirus juba 15 Mbps-ni.
Kiudoptilised kaablid. Kõige kaasaegsem ja produktiivsem variant. Seda tüüpi teabe edastamise sidekanalid pakuvad kiirust umbes 400 Mbit / s, mis ületab oluliselt kõiki muid tehnoloogiaid.

keerdpaar

See koosneb isoleeritud juhtmetest, mis on paarikaupa kokku keeratud, et oluliselt vähendada paaride ja juhtide vahelisi häireid. Väärib märkimist, et tänapäeval on keerdpaarkaablite kategooriaid seitse:

Esimest ja teist kasutatakse väikese kiirusega andmeedastuse tagamiseks ning esimene on tavaline tuntud telefonijuhe.
Kolmandat, neljandat ja viiendat kategooriat kasutatakse edastuskiiruste pakkumiseks kuni 16, 25 ja 155 Mbps, kusjuures erinevad kategooriad pakuvad erinevaid sagedusi.
Kuues ja seitsmes kategooria on kõige produktiivsemad. Me räägime andmeedastuse võimalusest kiirusel kuni 100 Gb / s, mis on sidekanalite kõige produktiivsemad omadused.

Kolmas kategooria on kõige levinum. Keskendudes erinevatele perspektiivikatele lahendustele seoses vajadusega pidevalt arendada võrgu ribalaiust, oleks optimaalseim kasutada viienda kategooria sidevõrke (sidekanaleid), mis tagavad andmeedastuse kiiruse standardsete telefoniliinide kaudu.

Koaksiaalkaabel

Spetsiaalne vaskjuht on ümbritsetud silindrilise varjestusega kaitsekesta sees, mis keerdub üsna õhukestest veenidest ja on ka dielektriku abil juhist täielikult isoleeritud. See erineb tavalisest televisioonikaablist selle poolest, et sellel on lainetakistus. Selliste infosidekanalite kaudu saab andmeid edastada kiirusega kuni 300 Mbps.

See kaablivorming jaguneb õhukeseks, mille paksus on 5 mm, ja paksuks - 10 mm. Kaasaegsetes kohtvõrkudes on sageli tavaks kasutada peenikest kaablit, kuna seda on ülimalt lihtne paigaldada ja paigaldada. Äärmiselt kõrge hind koos keerulise paigaldamisega piirab üsna tõsiselt selliste kaablite kasutamise võimalust tänapäevastes infoedastusvõrkudes.

Kaabeltelevisiooni võrgud

Sellised võrgud põhinevad spetsiaalse koaksiaalkaabli kasutamisel, mille kaudu saab analoogsignaali edastada kuni mitmekümne kilomeetri kaugusele. Tüüpilist kaabeltelevisioonivõrku iseloomustab puustruktuur, mille põhisõlm võtab vastu signaale spetsiaalselt satelliidilt või fiiberoptika kaudu. Praeguseks on aktiivselt kasutatud selliseid võrke, mis kasutavad fiiberoptilist kaablit, mille abil on võimalik teenindada suuri alasid, samuti edastada mahukamaid andmeid, säilitades samal ajal repiiterite puudumisel äärmiselt kõrge signaalikvaliteedi.

Sümmeetrilise arhitektuuriga edastatakse tagasi- ja otsesignaalid ühe kaabli abil erinevates sagedusvahemikes ja samal ajal erinevatel kiirustel. Sellest lähtuvalt on vastupidine signaal aeglasem kui otsene. Igal juhul on selliseid võrke kasutades võimalik pakkuda mitusada korda suuremat andmeedastuskiirust võrreldes tavaliste telefoniliinidega, millega seoses viimaseid pole ammu enam kasutatud.

Organisatsioonides, kes paigaldavad oma kaabelvõrke, kasutatakse kõige sagedamini sümmeetrilisi skeeme, kuna sel juhul toimub nii edasi- kui ka tagurpidi andmeedastus sama kiirusega, mis on ligikaudu 10 Mbps.

Juhtmete kasutamise omadused

Juhtmete hulk, millega saab ühendada koduarvuteid ja erinevat elektroonikat, suureneb iga aastaga. Professionaalsete spetsialistide uuringute käigus saadud statistika kohaselt on 150-meetrises korteris paigaldatud ligikaudu 3 km erinevaid kaableid.

Eelmise sajandi 90ndatel pakkus Briti ettevõte UnitedUtilities sellele probleemile välja üsna huvitava lahenduse enda arenduse nimega DigitalPowerLine, mis on tänapäeval rohkem tuntud DPL-i vähendamise poolest. Ettevõte tegi ettepaneku kasutada kiireks andmeedastuseks, andmepakettide või kõne edastamiseks tavaliste elektrivõrkude kaudu tavalisi elektrivõrke, mille pinge oli 120 või 220 V.

Edukaim selles osas on Iisraeli ettevõte nimega Main.net, mis esimesena lasi välja PLC (Powerline Communications) tehnoloogia. Seda tehnoloogiat kasutades toimus kõne- või andmeedastus kiirusega kuni 10 Mbps, samal ajal kui infovoog jaotati mitmeks väikeseks, mis edastati eraldi sagedustel ja ühendati lõpuks uuesti üheks signaaliks.

PLC-tehnoloogia kasutamine on tänapäeval asjakohane ainult väikese kiirusega andmeedastuse tingimustes ja seetõttu kasutatakse seda koduautomaatikas, erinevates koduseadmetes ja muudes seadmetes. Seda tehnoloogiat kasutades on võimalik ligi pääseda Internetti kiirusega umbes 1 Mbps nendele rakendustele, mis nõuavad suurt ühenduse kiirust.

Väikese vahemaa korral hoone ja vahetransiiveri punkti, mis on trafoalajaam, vahel võib andmeedastuskiirus ulatuda 4,5 Mbps-ni. Seda tehnoloogiat kasutatakse aktiivselt kohaliku võrgu moodustamisel elamus või väikeses kontoris, kuna minimaalne edastuskiirus võimaldab katta kuni 300 meetrit. Selle tehnoloogia abil on võimalik rakendada erinevaid teenuseid, mis on seotud nii kaugjälgimisega, objektide kaitsega kui ka objektide režiimide ja nende ressursside haldamisega, mis on osa intelligentse kodu elementidest.

Fiiberoptiline kaabel

See kaabel koosneb spetsiaalsest kvartssüdamikust, mille läbimõõt on vaid 10 mikronit. Seda südamikku ümbritseb ainulaadne peegeldav kaitseümbris, mille välisläbimõõt on ligikaudu 200 mikronit. Andmeedastus toimub elektriliste signaalide muundamisel valgussignaalideks, kasutades näiteks mingit LED-i. Andmete kodeerimine toimub valgusvoo intensiivsust muutes.

Andmete edastamisel kiu seintelt peegelduv kiir, milles see lõpuks saabub vastuvõtvasse otsa, kusjuures sumbumine on minimaalne. Sellise kaabli abil saavutatakse ülikõrge kaitse mistahes väliste elektromagnetväljadega kokkupuute eest ja piisavalt kõrge andmeedastuskiirus, mis võib ulatuda 1000 Mbps-ni.

Kiudoptilise kaabli abil on võimalik korraga korraldada mitmesaja tuhande telefoni-, videotelefoni- ja telekanali tööd korraga. Kui räägime muudest sellistele kaablitele omasetest eelistest, tasub märkida järgmist:

Volitamata ühenduse äärmiselt kõrge keerukus.
Kõrgeim kaitseaste igasuguste tulekahjude eest.
Piisavalt kõrge andmeedastuskiirus.

Kui aga rääkida selliste süsteemide puudustest, siis tasub esile tõsta tõsiasja, et need on üsna kallid ja tingivad valguslaserite muutmise elektrilisteks ja vastupidi. Selliste kaablite kasutamine toimub enamikul juhtudel magistraalsideliinide paigaldamise käigus ja kaabli ainulaadsed omadused on muutnud selle üsna tavaliseks ka Interneti-korraldust pakkuvate pakkujate seas.

Vahetamine

Muuhulgas võivad sidekanalid olla lülitatavad või mittelülitatavad. Esimesed luuakse ainult teatud ajaks, samal ajal kui andmeid on vaja edastada, samas kui ümberlülitamata eraldatakse abonendile teatud ajaperioodiks ja need ei sõltu andmete edastamise ajast.

WiMAX

Sellised liinid, erinevalt traditsioonilistest raadiojuurdepääsu tehnoloogiatest, võivad töötada ka peegeldunud signaalil, mis ei ole konkreetse tugijaama vaateväljas. Ekspertide arvamus nõustub täna ühemõtteliselt, et sellised mobiilsidevõrgud avavad kasutajatele tohutuid väljavaateid võrreldes äriklientidele mõeldud fikseeritud WiMAX-iga. Sel juhul saab teavet edastada piisavalt pika vahemaa tagant (kuni 50 km), samas kui seda tüüpi sidekanalite omadused hõlmavad kiirust kuni 70 Mbps.

Satelliit

Satelliidisüsteemid hõlmavad spetsiaalsete mikrolaineantennide kasutamist, mida kasutatakse mõne maapealse jaama raadiosignaalide vastuvõtmiseks ja seejärel saadud signaalide edastamiseks teistele maapealsetele jaamadele. Tuleb märkida, et sellised võrgud hõlmavad kolme peamist tüüpi satelliitide kasutamist, mis asuvad keskmisel või madalal, samuti geostatsionaarsetel orbiitidel. Enamikul juhtudel on tavaks saata satelliite rühmadesse, kuna üksteisest levides katavad need kogu meie planeedi pinna.

Riigieksam

(riigieksam)

Küsimus number 3 „Suhtluskanalid. Suhtluskanalite klassifikatsioon. Sidekanalite parameetrid. Sidekanali kaudu signaali edastamise tingimus.

(Plyaskin)

Link. 3

Klassifikatsioon. 5

Sidekanalite karakteristikud (parameetrid). 10

Sidekanalite kaudu signaali edastamise tingimus. 13

Kirjandus. 14

Link

Link- tehniliste vahendite süsteem ja signaali levimiskeskkond sõnumite (mitte ainult andmete) edastamiseks allikast vastuvõtjale (ja vastupidi). Kitsas tähenduses mõistetav suhtluskanal ( suhtlustee) tähistab ainult füüsilist levikandjat, näiteks füüsilist sideliini.

Sidekanal on mõeldud signaalide edastamiseks kaugseadmete vahel. Signaalid edastavad teavet, mis on mõeldud kasutajale (inimesele) esitamiseks või arvutirakenduste jaoks kasutamiseks.

Suhtluskanal sisaldab järgmisi komponente:

1) saateseade;

2) vastuvõtuseade;

3) erineva füüsilise iseloomuga edastusmeedium (joonis 1).

Saatja poolt moodustatud informatsiooni kandev signaal suunatakse pärast edastusmeediumi läbimist vastuvõtva seadme sisendisse. Lisaks eraldatakse teave signaalist ja edastatakse tarbijale. Signaali füüsiline olemus valitakse nii, et see saaks levida läbi edastusmeediumi minimaalse sumbumise ja moonutustega. Signaali on vaja infokandjana, ta ise infot ei kanna.

Joonis 1. Sidekanal (valik nr 1)

Joonis 2 Sidekanal (valik nr 2)

Need. see (kanal) on tehniline seade (tehnoloogia + keskkond).

Klassifikatsioon

Seal on täpselt kolme tüüpi klassifikatsioone. Valige oma maitse ja värv:

Klassifikatsioon nr 1:

Suhtluskanaleid on mitut tüüpi, millest kõige levinumad on juhtmega kanalid side ( õhk, kaabel, valgusjuht jne) ja raadiokanalid (troposfäär, satelliit ja jne). Sellised kanalid omakorda kvalifitseeritakse tavaliselt sisend- ja väljundsignaalide omaduste ning signaalide karakteristikute muutumise alusel sõltuvalt sellistest kanalis esinevatest nähtustest nagu signaalide tuhmumine ja sumbumine.

Vastavalt levitusmeediumi tüübile jagunevad sidekanalid:

Ühendatud;

Akustiline;

Optiline;

infrapuna;

Raadiokanalid.

Suhtluskanalid jagunevad ka:

pidev (kanali sisendis ja väljundis - pidevad signaalid),

Diskreetne või digitaalne (kanali sisendis ja väljundis - diskreetsed signaalid),

pidev-diskreetne (pidevad signaalid kanali sisendis ja diskreetsed signaalid väljundis),

Diskreetne-pidev (kanali sisendis - diskreetsed signaalid ja väljundis - pidevad signaalid).

Kanalid võivad olla lineaarne Ja mittelineaarne, ajutine Ja ruumilis-ajaline.

Võimalik klassifikatsioon suhtluskanalid sagedusvahemiku järgi .

Infoedastussüsteemid on ühe kanaliga Ja mitme kanaliga. Süsteemi tüüp määratakse sidekanali järgi. Kui sidesüsteem on üles ehitatud sama tüüpi sidekanalitele, siis määrab selle nime kanalite tüüpiline nimetus. Vastasel juhul kasutatakse klassifitseerimistunnuste spetsifikatsiooni.

Klassifikatsioon nr 2 (täpsemalt):

1. Klassifikatsioon kasutatava sagedusvahemiku järgi

Ø Kilomeeter (LW) 1-10 km, 30-300 kHz;

Ø Hektomeetriline (CB) 100-1000 m, 300-3000 kHz;

Ø Dekameeter (HF) 10-100 m, 3-30 MHz;

Ø Meeter (MV) 1-10 m, 30-300 MHz;

Ø Detsimeeter (UHF) 10-100 cm, 300-3000 MHz;

Ø Sentimeeter (SMW) 1-10 cm, 3-30 GHz;

Ø Millimeeter (MMV) 1-10 mm, 30-300 GHz;

Ø kümnendkoht (DMMV) 0,1-1 mm, 300-3000 GHz.

2. Vastavalt sideliinide suunale

- suunatud ( kasutatakse erinevaid juhte):

Ø koaksiaal,

Ø vaskjuhtidel põhinevad keerdpaarid,

Ø fiiberoptiline.

- mittesuunatud (raadiolingid);

Ø vaatenurk;

Ø troposfäär;

Ø ionosfääriline

Ø ruum;

Ø raadiorelee (taasedastus detsimeetril ja lühematel raadiolainetel).

3. Saadetud sõnumite tüübid:

Ø telegraaf;

Ø telefon;

Ø andmeedastus;

Ø faksiimile.

4. Signaalide tüübid:

Ø analoog;

Ø digitaalne;

Ø impulss.

5. Modulatsiooni tüübi järgi (manipulatsioon)

- Analoogsidesüsteemides:

Ø amplituudmodulatsiooniga;

Ø ühe külgriba modulatsiooniga;

Ø sagedusmodulatsiooniga.

- Digitaalsetes sidesüsteemides:

Ø amplituudiga manipuleerimisega;

Ø sageduse nihutamisega;

Ø faasivõtmega;

Ø suhtelise faasinihke võtmega;

Ø toonklahviga (üksikud elemendid manipuleerivad alamkandja võnkumist (tooni), misjärel manipuleerimine toimub kõrgema sagedusega).

6. Raadiosignaali baasi väärtuse järgi

Ø lairibaühendus (B>> 1);

Ø kitsasriba (B "1).

7. Samaaegselt edastatud sõnumite arvu järgi

Ø ühe kanaliga;

Ø mitmekanaliline (sagedus, aeg, kanalite koodijaotus);

8. Sõnumi suuna järgi

Ø ühepoolne;

Ø kahepoolsed.
9. Sõnumivahetuse järjekorras

Ø simplekskommunikatsioon- kahesuunaline raadioside, milles iga raadiojaama edastamine ja vastuvõtmine toimub kordamööda;

Ø dupleksside- edastamine ja vastuvõtmine toimub samaaegselt (kõige tõhusam);

Ø pooldupleks- viitab simpleksile, mis näeb ette automaatse ülemineku saatmiselt vastuvõtule ja võimaluse korrespondendilt uuesti küsida.

10. Edastatud teabe kaitsmise viisidega

Ø avatud suhtlus;

Ø suletud suhtlus (salajane).

11. Vastavalt teabevahetuse automatiseerituse astmele

Ø mitteautomaatne - raadiojuhtimist ja sõnumite edastamist teostab operaator;

Ø automatiseeritud - käsitsi sisestatakse ainult teave;

Ø automaatne - sõnumivahetus toimub automaatseadme ja arvuti vahel ilma operaatori osaluseta.

Klassifikatsioon nr 3 (midagi võib korrata):

1. Kokkuleppel

Telefon

Telegraaf

Ringhääling

2. Edastamise suuna järgi

Simplex (edastus ainult ühes suunas)

Pooldupleks (edastus vaheldumisi mõlemas suunas)

Dupleks (edastage samaaegselt mõlemas suunas)

3. Sideliini olemuse järgi

Mehaaniline

hüdrauliline

Akustiline

Elektriline (juhtmega)

Raadio (juhtmevaba)

Optiline

4. Sidekanali sisendis ja väljundis olevate signaalide olemuse järgi

Analoog (pidev)

Diskreetne ajas

Diskreetne signaali taseme järgi

Digitaalne (diskreetne nii ajas kui ka tasemel)

5. Kanalite arvu järgi sideliini kohta

üks kanal

Mitme kanaliga

Ja veel üks joonistus siin:

Joonis 3. Sideliinide klassifikatsioon.

Sidekanalite karakteristikud (parameetrid).

1. Kanali ülekande funktsioon: kujul amplituud-sageduskarakteristik (AFC) ja näitab, kuidas sidekanali väljundis oleva sinusoidi amplituud väheneb võrreldes amplituudiga selle sisendis edastatava signaali kõigil võimalikel sagedustel. Kanali normaliseeritud sageduskarakteristik on näidatud joonisel 4. Reaalse kanali sageduskarakteristiku tundmine võimaldab teil määrata peaaegu iga sisendsignaali väljundsignaali kuju. Selleks on vaja leida sisendsignaali spekter, teisendada selle moodustavate harmooniliste amplituud vastavalt amplituud-sageduskarakteristikule ja seejärel leida väljundsignaali kuju, liites teisendatud harmoonilised. Amplituud-sageduskarakteristiku eksperimentaalseks kontrollimiseks on vaja kanalit testida võrdlus- (amplituudiga võrdsete) sinusoididega kogu sagedusvahemikus nullist kuni mingi maksimaalse väärtuseni, mis sisendsignaalides esineda võib. Veelgi enam, peate väikese sammuga muutma sisendsinusoidide sagedust, mis tähendab, et katsete arv peaks olema suur.

-- väljundsignaali ja sisendi spektri suhe
- ribalaius

Joonis 4 Kanali normaliseeritud sagedusreaktsioon

2. Ribalaius: on sageduskarakteristiku tuletisomadus. See on pidev sagedusvahemik, mille puhul väljundsignaali amplituudi ja sisendi amplituudi suhe ületab teatud etteantud piiri, see tähendab, et ribalaius määrab signaali sagedusvahemiku, millel seda signaali sidekanali kaudu edastatakse ilma oluline moonutus. Tavaliselt mõõdetakse ribalaiust 0,7 maksimaalsest sageduskarakterist. Ribalaius mõjutab suurimal määral sidekanali kaudu edastatava teabe maksimaalset võimalikku kiirust.

3. sumbumine: on määratletud kui signaali amplituudi või võimsuse suhteline vähenemine, kui teatud sagedusega signaal edastatakse kanali kaudu. Sageli on kanali töö ajal ette teada edastatava signaali põhisagedus, see tähendab sagedus, mille harmoonilisel on suurim amplituud ja võimsus. Seetõttu piisab kanali kaudu edastatavate signaalide moonutuste ligikaudseks hindamiseks selle sageduse sumbumise teadmisest. Täpsemad hinnangud on võimalikud, kui on teada sumbumine mitmel sagedusel, mis vastab edastatava signaali mitmele põhiharmoonikule.

Sumbumist mõõdetakse tavaliselt detsibellides (dB) ja arvutatakse järgmise valemi abil: , Kus

Signaali tugevus kanali väljundis,

Signaali tugevus kanali sisendis.

Sumbumine arvutatakse alati kindla sageduse jaoks ja on seotud kanali pikkusega. Praktikas kasutatakse alati mõistet "spetsiifiline sumbumine", st. signaali sumbumine kanali pikkuse ühiku kohta, näiteks sumbumine 0,1 dB/meeter.

4. Edastamise kiirus: iseloomustab kanali kaudu edastatud bittide arvu ajaühikus. Seda mõõdetakse bittides sekundis - bps, samuti tuletatud ühikud: Kbps, Mbps, Gbps. Edastuskiirus sõltub kanali ribalaiusest, müratasemest, kodeerimise tüübist ja modulatsioonist.

5. Kanali mürakindlus: iseloomustab selle võimet pakkuda signaali edastamist häirete tingimustes. Häired jagunevad sisemine(esindab seadmete soojusmüra) Ja välised(neid on erinevaid ja sõltuvad edastuskandjast). Kanali mürakindlus sõltub vastuvõetud signaali töötlemise riistvaralistest ja algoritmilistest lahendustest, mis on transiiverisse manustatud. Mürakindlus signaali edastamine kanali kaudu saab suurendada arvelt kodeerimine ja eritöötlus signaal.

6. Dünaamiline ulatus : kanali poolt edastatava maksimaalse signaali võimsuse ja minimaalse suhte logaritm.

7. Mürakindlus: see on mürakindlus, st. mürakindlus.

Teabe levitamine toimub selle edastamise protsessis.

Kell teabe edastamine Alati on kaks objekti – teabe allikas ja vastuvõtja. Need rollid võivad muutuda, näiteks dialoogi käigus toimib iga osaleja kas teabe allika või vastuvõtjana.

Teave liigub allikast vastuvõtjale sidekanali kaudu, milles see tuleb mõnega seostada materjali kandja. Teabe edastamiseks peavad selle kandja omadused aja jooksul muutuma. Nii et kogu aeg põlev pirn edastab teavet ainult selle kohta, et mingi protsess toimub. Kui lülitate lambipirni sisse ja välja, saate edastada mitmesugust teavet, kasutades näiteks morsekoodi.

Kui inimesed räägivad, on teabe kandjaks õhus olevad helilained. Arvutites edastatakse teavet elektriliste signaalide või raadiolainete abil (juhtmeta seadmetes). Infot saab edastada kasutades valgust, laserkiirt, telefoni- või postisidesüsteemi, arvutivõrku jne.

Teave tuleb sidekanali kaudu signaalide kujul, mida vastuvõtja saab oma meelte (või andurite) abil tuvastada ja "aru saada" (dekodeerida).

Signaal- See on teabe edastamiseks kasutatava andmekandja omaduste muutus.

Signaalideks on näiteks heli sageduse ja helitugevuse muutus, valgussähvatus, pinge muutus kontaktidel jne.

Inimene saab signaale vastu võtta ainult oma meelte abil. Teabe edastamiseks, näiteks raadiolainete abil, on vaja abiseadmeid: raadiosaatjat, mis muudab heli raadiolaineteks, ja raadiovastuvõtjat, mis teostab pöördkonverteerimist. Need võimaldavad teil laiendada inimese võimalusi.

Ühe signaaliga on võimatu edastada palju teavet. Seetõttu ei kasutata enamasti ühte signaali, vaid signaalide jada, st sõnum. Oluline on mõista, et sõnum on vaid teabe edastamise "kest" ja teave seda on sisu sõnumid. Vastuvõtja peab ise vastuvõetud signaalijadast informatsiooni "välja võtma". Sõnumi on võimalik vastu võtta, aga infot mitte vastu võtta, näiteks kuuldes kõnet võõras keeles või püüdes kinni šifri.

Sama teavet saab edastada erinevate sõnumite abil, näiteks suulise kõne, noodi või lipu semafori abil, mida kasutatakse laevastikus. Samal ajal võib sama sõnum erinevate vastuvõtjate jaoks kanda erinevat teavet. Nii oli 1973. aastal sõjaväe raadiosagedustel edastatud fraas "Santiagos sajab vihma" kindral A. Pinocheti toetajatele signaaliks Tšiilis riigipöörde alustamiseks.

Seega esitatakse ja edastatakse teavet signaalide, sümbolite jada kujul. Allikast vastuvõtjale edastatakse teade mõne materiaalse kandja kaudu. Kui edastusprotsessis kasutatakse tehnilisi sidevahendeid, siis nimetatakse neid infoedastuskanaliteks (infokanaliteks). Nende hulka kuuluvad telefon, raadio, televiisor. Inimese meeleorganid täidavad bioloogiliste infokanalite rolli.

Teabe edastamise protsess tehniliste sidekanalite kaudu toimub vastavalt järgmisele skeemile (Shannoni sõnul):

Teavet saab edastada kasutades mis tahes teabe kodeerimiskeelt, mis on arusaadav nii allikale kui ka vastuvõtjale.

kodeerija- seade, mis on loodud teabeallika algse sõnumi teisendamiseks edastamiseks mugavasse vormi.

dekooder – seade kodeeritud sõnumi originaaliks teisendamiseks.

Näide. Telefonivestluse ajal: sõnumi allikas on kõneleja; kodeerija - mikrofon - muudab sõnade helid (akustilised lained) elektrilisteks impulssideks; sidekanal - telefonivõrk (traat); dekodeerimisseade - see osa torust, mille me kõrva toome, siin muudetakse elektrilised signaalid taas kuuldavateks helideks; teabe vastuvõtja on kuulaja.

Mõiste "müra" viitab erinevat tüüpi häiretele, mis moonutavad edastatavat signaali ja põhjustavad teabe kadu. Sellised häired tekivad ennekõike tehnilistel põhjustel: sideliinide halb kvaliteet, samade kanalite kaudu edastatavate erinevate teabevoogude ebakindlus üksteise suhtes. Müra eest kaitsmiseks kasutatakse erinevaid meetodeid, näiteks kasutatakse erinevaid filtreid, mis eraldavad kasuliku signaali mürast. On olemas teadus, mis arendab võimalusi teabe kaitsmiseks – krüptoloogia, mida kasutatakse laialdaselt kommunikatsiooniteoorias.

Claude Shannon töötas välja spetsiaalse kodeerimise teooria, mis pakub meetodeid müraga toimetulemiseks. Selle teooria üks olulisi ideid on see, et sideliini kaudu edastatav kood peab olema üleliigne. Tänu sellele saab kompenseerida mingi osa informatsiooni kadumist edastamise käigus. Siiski ei saa te koondamist liiga suureks muuta. See toob kaasa viivitusi ja suuremaid sidekulusid. Teisisõnu, selleks, et häirete tõttu moonutatud sõnumi sisu oleks taastatav, peab see olema üleliigne see tähendab, et see peab sisaldama "lisa" elemente, ilma milleta tähendus ikkagi taastub. Näiteks teates “Vlg vpdt Kspski härrale” arvavad paljud ära fraasi “Volga voolab Kaspia merre”, millest kõik vokaalid eemaldati. See näide viitab sellele, et loomulikud keeled sisaldavad palju "üleliigset", nende liiasus on hinnanguliselt 60–80%.

Infoedastuskiiruse mõõtmise teema käsitlemisel võib kasutada analoogiat. Analoog on vee pumpamise protsess läbi veetorude. Siin on torud vee edastamise kanaliks. Selle protsessi intensiivsust (kiirust) iseloomustab veekulu, s.o. ajaühikus pumbatud liitrite arv. Teabe edastamise protsessis on kanalid tehnilised sideliinid. Analoogiliselt veetoruga saame rääkida kanalite kaudu edastatavast infovoost. Teabeedastuskiirus on ajaühikus edastatava sõnumi infomaht. Seetõttu on teabevoo kiiruse mõõtmise ühikud: bit / s, bait / s jne.

Teist mõistet - teabekanalite ribalaiust - saab samuti seletada "torustiku" analoogia abil. Rõhku suurendades saate suurendada veevoolu läbi torude. Kuid see tee pole lõputu. Kui rakendatakse liiga palju survet, võib toru lõhkeda. Seetõttu on vee maksimaalne voolukiirus, mida võib nimetada veevarustuse võimsuseks. Ka tehnilistel andmesideliinidel on sarnane andmeedastuskiiruse piirang. Selle põhjused on ka füüsilised.

Suhtluskanal on saadetud signaalide edastamiseks võimeline tehniliste vahendite ja füüsilise kandja kogum, mis tagab sõnumite edastamise teabeallikast adressaadini.

Kanalid jagunevad tavaliselt pidevateks ja diskreetseteks.

Kõige üldisemal juhul sisaldab iga diskreetne kanal lahutamatu osana pidevat kanalit. Kui segavate tegurite mõju kanalis sõnumite edastamisele võib tähelepanuta jätta, siis sellist idealiseeritud kanalit nimetatakse kanal ilma häireteta . Sellises kanalis vastas iga sõnum sisendis unikaalselt konkreetsele sõnumile väljundis ja vastupidi. Kui tähelepanuta ei saa jätta häirete mõju kanalis, siis analüüsides sellise kanali kaudu edastatavate sõnumite omadusi, mudelid, mis iseloomustavad kanali tööd häirete olemasolul.

Under kanali mudel viitab kanali matemaatilisele kirjeldusele, mis võimaldab arvutada või hinnata selle omadusi, mille alusel uuritakse sidesüsteemide konstrueerimise meetodeid ilma eksperimentaalseid uuringuid läbi viimata.

Kanalit, milles tõenäosus tuvastada esimene signaal teise ja teine esimesega on sama, nimetatakse sümmeetriline .

Kanalit, mille sisendis olevate signaalide tähestik erineb väljundi signaalide tähestikust, nimetatakse kustutamisega kanal.

Kanalit sõnumi edastamiseks allikast adressaadile, mida täiendab pöördkanaliga kanal, mille eesmärk on suurendada edastamise usaldusväärsust, nimetatakse tagasiside kanal.

Sidekanal loetakse antuks, kui on teada selle sisendis oleva sõnumi andmed, samuti piirangud, mida kanalite füüsikalised omadused sisendsõnumitele seavad.

Sidekanalite iseloomustamiseks kasutatakse kahte edastuskiiruse mõistet:

1 – tehniline ülekandekiirus, mida iseloomustab sidekanali kaudu edastatavate elementaarsignaalide arv ajaühikus, see sõltub sideliinide omadustest ja kanaliseadmete kiirusest:

2 – info kiirus, mis määratakse sidekanali kaudu ajaühikus edastatava keskmise teabe hulga järgi:

Kanali läbilaskevõime on selle kanali kaudu edastatava teabe maksimaalne kiirus, mis on saavutatud kõige arenenumate edastamis- ja vastuvõtumeetoditega.

Loeng nr 8

Sidekanali ja signaali füüsiliste omaduste koordineerimine

Igal konkreetsel sidekanalil on füüsilised parameetrid, mis määravad teatud signaalide edastamise võimaluse selle kanali kaudu. Olenemata konkreetsest tüübist ja eesmärgist saab iga kanalit iseloomustada kolme peamise parameetriga:

T K – kanali juurdepääsuaeg [s];

F K – kanali ribalaius [Hz];

НК - signaali lubatud ületamine kanali mürast.

Nende omaduste põhjal kasutatakse lahutamatut omadust - kanali helitugevus.