Современные каналы связи сообщение

Обновлено: 02.07.2024

Аннотация: К современным средствам связи относятся электрические и оптические средства – проводная – факсимильная, волоконно-оптическая, беспроводная – радиотелеграф, радиорелейная, спутниковая, пейджинговая, сотовая мобильная связь, Интернет-телефония, спутниковое цифровое телевидение

Линии (каналы) связи обеспечивают передачу и распространение сигналов от передатчика к приемнику. По физической природе передаваемых сигналов различают электрические (проводные и радио), акустические и оптические каналы связи.

Древнейшими каналами связи являются акустические и оптические.

Для передачи информации использовался звук - барабанов и колоколов. Человеческая речь также передается по акустическому каналу связи, ограниченному пределом слышимости. Принцип передачи информации голосом на большие расстояния использовался еще до новой эры.

Сигнальные костры - это древнейший оптический канал связи .

Проводные линии связи

Проводные линии электросвязи делятся на кабельные, воздушные и оптоволоконные.

Линии электросвязи возникли одновременно с появлением электрического телеграфа. Первые линии связи были кабельными. Они прокладывались под землей. Однако вследствие несовершенства конструкции подземные кабельные линии связи вскоре уступили место воздушным. Первая воздушная линия большой протяженности в России была построена в 1854 году между Санкт-Петербургом и Варшавой. В начале 70-х годов прошлого столетия заработала воздушная телеграфная линия от Санкт-Петербурга до Владивостока длиной около 10 тыс. км. В 1939 году была пущена в эксплуатацию величайшая в мире по протяженности высокочастотная телефонная магистраль Москва-Хабаровск длиной 8300 км. Обычный городской телефонный кабель состоит из пучка тонких медных или алюминиевых проводов, изолированных друг от друга и заключенных в общую оболочку. Кабели состоят из разного числа пар проводов, каждая из которых используется для передачи телефонных сигналов.

В 1851 г. одновременно с постройкой железной дороги между Москвой и Санкт-Петербургом был проложен телеграфный кабель, изолированный резиной. Первые подводные кабели были проложены в 1852 г. через Северную Двину и в 1879 г. через Каспийское море между Баку и Красноводском. В 1866 г. вступила в строй подводная кабельная трансатлантическая магистраль телеграфной связи между Францией и США.

В 1882-1884 гг. в Москве, Санкт-Петербурге, Риге, Одессе были построены первые в России городские телефонные сети. В 90-х годах прошлого столетия на городских телефонных сетях Москвы и Петрограда были подвешены первые кабели, насчитывающие до 54 жил. В 1901 г. началась постройка подземной городской телефонной сети.

Первые конструкции кабелей связи, относящиеся к началу XX века, позволили осуществлять телефонную передачу на небольшие расстояния. Это были так называемые городские телефонные кабели с воздушно-бумажной изоляцией жил и парной скруткой. В 1900-1902 гг. дальность передачи телеграфной и телефонной связи была увеличена в несколько раз.

Важным этапом в развитии техники связи явилось изобретение, а начиная с 1912-1913 гг. - освоение производства электронных ламп.

В 1917 г. В.И. Коваленковым был разработан и испытан на линии телефонный усилитель на электронных лампах. В 1923 г. была осуществлена телефонная связь с усилителями на линии Харьков-Москва-Петроград.

В 1930-х годах началось развитие многоканальных систем передачи. Стремление расширить спектр передаваемых частот и увеличить пропускную способность линий привело к созданию новых типов кабелей, так называемых коаксиальных. Они используются для передачи телевизионных сигналов высокой частоты, а также для междугородней и международной телефонной связи. Одним проводом в коаксиальном кабеле служит медная или алюминиевая трубка (или оплетка), а другим - вложенная в нее центральная медная жила. Они изолированы друг от друга и имеют одну общую ось. Такой кабель имеет малые потери, почти не излучает электромагнитных волн и поэтому не создает помех. Изобретателем коаксиального кабеля является сотрудник всемирно известной фирмы Bell Telephone Laboratories Cергей Aлександрович Щелкунов - эмигрант из Советской России. Первый в мире коаксиальный кабель был проложен в 1936 г. на экспериментальной линии Нью-Йорк-Филадельфия. По кабелю одновременно передавались 224 телефонных разговора.

Эти кабели допускают передачу энергии при частоте токов до нескольких миллионов герц и позволяют производить по ним передачу телевизионных программ на большие расстояния. По первым трансатлантическим подводным кабелям, проложенным в 1856 г., организовывали лишь телеграфную связь, и только через 100 лет, в 1956 г., была сооружена подводная коаксиальная магистраль между Европой и Америкой для многоканальной телефонной связи.

Факсимильная связь

Факсимильная (или фототелеграфная) связь - это электрический способ передачи графической информации - неподвижного изображения текста или таблиц, чертежей, схем, графиков, фотографий и т.п. Осуществляется при помощи факсимильных аппаратов: телефаксов и каналов электросвязи (главным образом телефонных).

Первый телефакс был запатентован в 1843 году шотландским изобретателем Александром Бэйном. Его "записывающий телеграф" работал на телеграфных линиях и был способен передавать только черно-белые изображения, без полутонов.

Джованни Касселли в 1855 году изобрел аппарат пантелеграф (Pantelegraph), который обеспечивал передачу документов по линии, соединяющей Париж с Лионом. Позднее к ним присоединились и многие другие города. К 30-м гг. XX века системы на основных принципах Александра Бэйна и Джованни Касселли уже широко использовались в офисах издательств (для передачи свежих выпусков газет), государственных служб (для передачи срочных документов), служб защиты правопорядка (для передачи фотографий и других графических материалов). Для передачи документов применялись аналоговые технологии, которые не могли обеспечить высокого качества графических изображений. И только внедрение цифровых технологий в начале 80-х годов XX века позволило обеспечить высокое качество не только текстовых материалов, но и графических изображений при передаче по телефонным каналам связи.

Оптоволоконные линии связи

В качестве проводных линий связи используются в основном телефонные линии и телевизионные кабели. Наиболее развитой является телефонная проводная связь. Но ей присущи серьезные недостатки: подверженность помехам, затухание сигналов при передаче их на значительные расстояния и низкая пропускная способность. Всех этих недостатков лишены оптоволоконные линии - вид связи, при котором информация передается по оптическим диэлектрическим волноводам ("оптическому волокну").

Оптическое волокно считается самой совершенной средой для передачи больших потоков информации на большие расстояния. Оно изготовлено из кварца, основу которого составляет двуокись кремния - широко распространенного и недорогого материала, в отличие от меди. Оптическое волокно очень компактное и легкое, оно имеет диаметр всего около 100 мкм.

История развития оптоволоконных линий связи началась в 1965-1967 гг., когда появились опытные волноводные линии связи для передачи информации. С 1970 г. активно проводились работы по созданию световодов и оптических кабелей, использующих видимое и инфракрасное излучения оптического диапазона волн. Создание волоконного световода и полупроводникового лазера сыграли решающую роль в быстром развитии оптоволоконной связи. К началу 1980-х годов такие системы связи были разработаны и испытаны. Основными сферами применения таких систем стали телефонная сеть, кабельное телевидение, вычислительная техника, система контроля и управления технологическими процессами и т. д.

Первое поколение передатчиков сигналов по оптическому волокну было внедрено в 1975 году. В начале XXI века внедряется уже 4-е поколение этой аппаратуры. В настоящее время быстрыми темпами развиваются системы дальней оптической связи на расстояния в многие тысячи километров. Успешно эксплуатируются трансатлантические линии связи США-Eвропа, Тихоокеанская линия США-Гавайские острова-Япония. Ведутся работы по завершению строительства глобального оптоволоконного кольца связи Япония-Сингапур-Индия-Саудовская Аравия-Египет-Италия.

В России компания "ТрансТелеКом" создала оптоволоконную сеть связи протяженностью более 50000 км (рис. 4.1). Она проложена вдоль железных дорог страны, имеет более 900 узлов доступа в 71 из 89 регионов России и дублирована спутниковыми каналами связи. В результате к концу 2001 года вступила в строй единая магистральная цифровая сеть связи. Она обеспечивает услуги междугородней и международной телефонной связи, Интернет, видеоконференции, видео, кабельное телевидение в 71 из 89 регионов России, где проживает 85-90% населения. Диапазон ее услуг: от простейшего речевого обмена и электронной почты до комбинированных (видео + голос + данные).

Оптоволоконные линии отличают от традиционных проводных линий:

очень высокая скорость передачи информации (на расстояние более 100 км без ретрансляторов);

В настоящее время обмен информацией между континентами осуществляется главным образом через подводные оптоволоконные кабели, а не через спутниковую связь. При этом главной движущей силой развития подводных оптоволоконных линий связи является Интернет.

Подводные кабели связи существуют уже более 150 лет. В 1851 году инженер Брет проложил первый подводный кабель через Ла-Манш, соединив таким образом телеграфной связью Англию с континентальной Европой. Это стало возможным благодаря применению гуттаперчи - вещества, которое способно изолировать в воде провода, несущие ток.

Из всех видов каналов передачи информации в последние годы распространение получили оптико-волоконные кабели и спутниковая связь.

Волоконно-оптический кабель - это система передачи данных, в которой передающей средой являются оптические волокна, изготовленные из специальных видов стекла или пластмассы и называемые световодами.

Световод представляет собой широкополосную передающую среду, состоящую из сердцевины с большим показателем преломления и покрывающей ее оболочки с постоянным показателем преломления. Основная часть светового потока переносится по сердцевине, а оболочка призвана удержать электромагнитную энергию преимущественно в области сердцевины благодаря полному отражению от границы раздела и сердцевины – оболочки (см. рис.1). Поперечный размер световода настолько мал (меньше ширины человеческого волоса), что решается проблема искусственного увеличения размеров кабеля для удобства обращения с ним.

Оптическое волокно является очень хрупким, поэтому на его основе производят оптический кабель, в центре которого находятся упрочняющие элементы, а по периметру – оптические волокна с полимерной защитой. В качестве источника излучения применяется лазер. В передающее устройство также входит модулятор и помехоустойчивое кодирование для исключения ошибок.

Преимущества оптико-волоконных передающих устройств:

1. Оптические волокна малогабаритны. Это позволяет упаковывать огромное число световодов в структуру с малым поперечным сечением, имеющую малый вес;

2. Они имеют очень высокую пропускную способность - сотни Мбит/с (для сравнения: скорость передачи по телефонным кабелям от 9600 бит/с, по коаксиальным - сотни Кбит/с);

а) Схема световода

укрепляющий стержень внутренняя

Рис.1. Схема световода (а) и конструкция оптического кабеля (б)

3. Из-за высокого электрического сопротивления их можно применять в военной и промышленной аппаратуре, где другие обычные кабели небезопасны;

4. Поскольку у оптических кабелей отсутствует электромагнитное излучение и от них трудно сделать отвод, эти линии связи в большей степени гарантированны от утечки информации.

Считается, что использование геостационарного спутника для целей радиовещания было предложено американцем А.Кларком в 1949 г.

Первый спутник связи с пассивным отражателем был запущен в 1958 г. в США, связь через активные спутниковые ретрансляторы осуществилась в 1962 г. (а в СССР - в 1965 г.).

Преимущества спутниковой связи (СС):

1. большая пропускная способность;

2. перекрытие огромных расстояний;

3. низкий уровень помех, следовательно, передача информации с высокой надежностью.

Эти достоинства делают СС уникальным и эффективным средством передачи информации. Спутниковая система состоит из множества наземных станций и ретранслятора, находящегося на спутнике. При движении спутника относительно Земли наземные станции следят за его движением, пока он не скроется за горизонтом, - тогда связь нарушается или устанавливается со следующим спутником, принимающим эстафету у предыдущего.

Особый интерес представляет геостационарная орбита, находящаяся в экваториальной плоскости в 36 тыс. км от поверхности Земли. Если направление движения спутника на ней совпадает с направлением движения Земли, то спутник оказывается неподвижным относительно наземного наблюдателя.

Геостационарная орбита уникальна, другой такой не существует. На ней передача и прием сигналов возможны при неподвижных антеннах наземных станций и при этом спутник "видит" почти 1/3 поверхности земного шара.

В целом преимуществами цифровой передачи информации являются следующие факторы:

1. Все типы сигналов могут объединяться в один общий поток с формализованной передачей;

2. Наличие и возможность защиты от несанкционированного доступа;

4. Эффективно используется канал по спектру и по времени;

5. Эффективное кодирование и оптимальный способ приема сигналов.

К недостаткам относятся:

1. Слишком большая ширина спектра излучающего сигнала;

2. Наличие межсимвольных помех;

3. Необходимость синхронизации работы систем передачи информации.

Внутримашинная технология обработки данных (ВТОД): составляющие и их характеристики.

Операции внутримашинной ОД, к которым относятся сортировка, корректировка, накопление и собственно ОД, являются основными в технологическом процессе функционирования систем обработки информации.

В результате сортировки произвольно расположенные данные размещаются в определенном порядке. В системах обработки экономической информации более 25% машинного времени тратится на сортировку. Различают следующие виды сортировки:

- упорядочение, т.е. процесс, в результате которого записи сортируемого файла располагаются в порядке возрастания / убывания ключевых реквизитов-признаков

- распределение, т.е. процесс разнесений записей сортируемого файла по группам с одинаковым значением ключевых реквизитов-признаков;

- объединение (слияние), т.е. процесс, в результате которого несколько упорядоченных файлов сливаются в 1 с записями, расположенными в определенной логической последовательности.

В состав ОС любых современных ЭВМ, не говоря уже о СУБД, входят программы сортировки, обеспечивающие как внутреннюю, так и внешнюю сортировку. Задавая такие параметры, как количество записей в файле, длина записи, местоположение ключа, его длина, формат записей, указывающая об упорядоченности выходного файла, пользователь настраивает программу на конкретные условия сортировки.

Под корректировкой понимается процесс модификации сформированных файлов данных, позволяющий поддерживать их соответствие реально существующим условиям обработки. При корректировке могут выполняться следующие действия: добавление, исключение, изменение записей существующих файлов данных.

Объектами корректировки могут быть записи файла или отдельные поля записей. Одним из основных условий выполнения корректировки является поиск местоположения данных, который, как правило, осуществляется по ключам.

В зависимости от того, сколько записей одновременно подвергаются модификации, принято разделять ее на индивидуальную и групповую. При индивидуальной корректировке одна корректирующая запись вызывает модификацию одной записи файла, а при групповой - нескольких записей. (Так, примером групповой корректировки могут служить изменение значения некоторого реквизита во всех записях файла).

Необходимо различать корректировку автономных файлов и БД. В первом случае модификации подвергаются только записи соответствующего файла, а во втором - записи файлов и соответствующие связи.

Корректировка проводится в основном по принципу "отец-сын". Сущность его заключается в том, что для выполнения модификации необходим исходный файл (отец) и файл корректуры, в результате получается откорректированный файл (сын).

Большое значение при корректировке придается контролю достоверности информации и ее защите от несанкционированного доступа. Это обеспечивается путем сохранения исходного файла и файла корректуры (а также введением системы паролей и ключей защиты).

Накопление данных представляет собой процесс периодического добавления данных в существующие файлы с целью получения сведений за определенный интервал времени. Накопление данных можно считать частным случаем корректировки данных.

Собственно обработка данных включает в себя выполнение арифметических операций на битовом уровне. При обработке экономической информации большой удельный вес занимают операции таксировки(Оценка натуральных показателей в денежном (стоимостном) выражении) и получения итогов. Вообще, обработка данных на ЭВМ характеризуется тем, что лишь 20% машинного времени (работы процессора) затрачивается непосредственно на алгебраическую обработку, а 80% - на обработку данных, одним из важных принципов построения мобильных программ является отделение описаний данных от программ по их обработке. Последовательное применение этого принципа обеспечивает хорошую основу для создания систем автоматизированного проектирования систем ОД, т.к. с помощью автономных описаний данных можно автоматизировать построение необходимой системы обработки информации.

Вывод данных подразумевает получение результатов решения задач. По способу отображения выходной (результатной) информации различают вывод данных на бумагу, на машинные носители и на видеотерминальные устройства (дисплеи).

Традиционно результаты обработки отображаются в виде бумажных документов. При этом они проверяются на комплектность и логическую непротиворечивость, а затем оформляются юридически.

С развитием технического, программного и иного обеспечения стала преобладать тенденция перехода на безбумажную технологию обработки данных, но полный отказ от бумажных документов пока невозможен, в частности, из-за нерешенности правовых вопросов оформления информации.

В зависимости от способа формирования выходных данных различают пакетный и интерактивный режимы. При пакетном режиме должна быть определена совокупность выгодных форм, являющихся результатом решения регламентированных задач. Интерактивный режим дает возможность пользователю формировать выходные документы в такой форме, которая ему больше подходит в каждом конкретном случае. При этом можно определить не только форму, но и алгоритм ее заполнения.

Вывод данных может осуществляться как непосредственно в месте обработки, так и по каналам связи для удаленных абонентов. По степени ориентации на пользователей различают автономный вывод и с помощью АРМов.

Автономный вывод характеризуется тем, что результаты решения задач попадают к пользователю через некоторое время, т.к. при этом формирование и использование выходных данных разобщено по времени и в пространстве.

В случае использования АРМов пользователь получает результатную информацию сразу после обработки на своем рабочем месте.

Создание первых ЭВМ было связано с необходимостью решить проблему ввода в них управляющих воздействий и представления данных. Все логические устройства и электронные схемы памяти имеют 2 устойчивых состояния - открыто (включено) и закрыто (выключено). Этим 2 состояниям поставили в соответствие 2 цифры двоичной системы исчисления - 0 и 1. Т.о., вся информация в компьютере представляется в числах двоичной системы исчисления, в отличие от привычной десятичной. На физическом уровне 1 означает наличие электрического заряда, а 0 - его отсутствие. Т.о., чтобы обращаться к ЭВМ напрямую, нужно владеть машинным языком, представляющим собой последовательность цифр двоичной системы (1 и 0).

Т.о., 1 байт = 8 бит

1 Кбайт = 1024 байт

1 Мбайт = 1024 Кбайт = 1024х1024 байт

1 Гбайт = 1024 Мбайт = и т.д.

1 ТбайтТера) = 1024 Гбайт…

1 Пбайт(Пета) = 1024 Тбайт

1 Эксабайт = 1024 Пбайт

Аналогичным образом кодируются не только символы, но и все выполняемые операции: сложение, вычитание, умножение, деление, сдвиг.

Любая информация, с которой работает компьютер, записывается в специальные ячейки памяти микропроцессора, которые называются регистрами.

Регистр имеет свой адрес, по которому определяется местонахождение той или иной информации.

Следовательно, программа, написанная в машинных кодах представляется собой совокупность команд, содержащих коды операций, и адреса данных, записанные в двоичном коде.

При этом программисту для работы с ЭВМ нужно знать не только тонкости машинного языка, но и архитектуру используемого компьютера, а это достаточно сложно. Поэтому машинные языки долгое время сдерживали дальнейшее распространение ЭВМ, являясь барьером между машиной и пользователем-непрограммистом.

Впоследствии появились специальные программы - трансляторы, которые переводят программы и отдельные команды с языков программирования (Бейсик, Фортран, Паскаль, Си) на машинный язык. Современные языки программирования ближе к человеческим, их логика больше похожа на логику человека по сравнению с машинными языками, а средства записи напоминают слова разговорного английского языка.

Существуют различные способы оценки количества информации. Классическим является подход, использующий Клода Шеннона. Применительно к двоичной системе она имеет вид:

где H – количество информации, несущей представление о состоянии, в котором находится объект;

N – количество равновероятных альтернативных состояний объекта.

СКОРОСТЬ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ:

V-объем передаваемого файла

v-скорость передачи файла(бит/с)

t-время передачи файла

I – количество информации при алфавитном подходе

i – количество информации, которое несет каждый символ алфавита

Накопители информации: понятие, виды, характеристика

Вся память в компьютере делится на 2 типа: внутренняя и внешняя. К внутренней памяти относятся оперативное запоминающее устройство (ОЗУ, или RAM Random Access Memory -запоминающее устройство с произвольным доступом) и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ, или ROM BIOS read-only memory - память «только для чтения). Оперативная память предназначена для хранения информации, непосредственно участвующей в выполнении операций в данный момент времени. Емкость ОЗУ составляет Мбайт: 16, 32, 64…1024Мб и т.д. При выключении или при сбоях в электропитании вся информация, находящаяся в ОЗУ, стирается. Поэтому наиболее важная для работы компьютера информация хранится в ПЗУ. ПЗУ представляет собой энергонезависимое устройство в виде микросхемы, устанавливаемой на системной плате. Это микросхема BIOS – Basic Input-Output System. В нее записаны программы 2-х основных видов – необходимые для правильного функционирования ЭВМ и остающиеся неизменными в течение всего срока службы компьютера:

· реализующие основные функции ввода-вывода,

· программа тестирования компьютера (проверки оборудования) в момент включения электропитания,

· вспомогательные программы, используемые микропроцессором для управления ЭВМ,

· словари для переводческих программ и др.

Ввиду важности хранимой в нем информации ПЗУ работает только в режиме считывания (т.е. запись и перезапись данных невозможна). Благодаря этому оно конструктивно устроено проще, а поэтому дешевле и надежнее.

Между быстро работающим процессором и медленными устройствами ввода/вывода устанавливают т.н. сверхоперативную память, или кэш-память, предназначенную для согласования скорости их работы.Кэш-память 1-го уровня отвечает за отслеживание выполнения команд, кэш-память 2-го уровня за скорость передачи данных.

Внешняя память – это различные виды накопителей информации.

Накопители информации - это запоминающие устройства, предназначенные для длительного, т.е. не зависящего от электропитания, хранения больших объемов информации.

Накопитель состоит из носителя информации и специального привода, т.е. устройства, позволяющего записывать или считывать информацию с дисков.

Существуют следующие виды накопителей: а) на магнитных дисках; б) на магнитных лентах; в) на магнитооптических (лазерных) дисках. (Магнитные накопители; Оптические накопители; Флеш накопители).

Накопители на МД делятся на НЖМД(флешки) и НГМД (дискеты).

НЖМД (иначе - винчестер) представляют собой набор дисков, состоящий из нескольких отполированных пластин, покрытых ферромагнитным слоем и помещенных в герметически закрытый корпус. Запись информации производится на обе поверхности каждой пластины. Для обращения к информации, хранящейся на дисках, используют блок специальных устройств записи-чтения, причем устройства не соприкасаются с поверхностями, а находятся на небольшом расстоянии (0,5-0,13 микрометра0,5мм). При включении компьютера диски начинают непрерывно вращаться (от 7200 и выше об/мин), поэтому запрещается двигать и толкать включенный системный блок компьютера.

Благодаря несъемной конструкции удается достичь высокую плотность записи информации, поэтому емкость НЖМД достигает 3000ГБ и выше. Кроме того, винчестеры обеспечивают быстрый доступ к данным, высокую скорость записи и считывания информации.

Другое название магнитооптических дисков – CD-ROM. Основной показатель их качества – скорость считывания. Существуют также модификации CD-ROM'а – CD-R (записываемый пользователем диск) и CD-RW (перезаписываемый диск).

Преимущества: высокая скорость обращения и большой объем записываемой информации. Эти носители информации предназначаются для задач, требующих большой объем дискового пространства – обработка изображений, факсимильная передача данных, средства мультимедиа, резервное копирование жестких дисков и т.д.

Производители дисководов CD-ROM: Panasonic, Creative, Samsung, Toshiba, Pioneer, Acer, LG и др..

Новой модификацией компакт дисков стали DVD (Digital(цифровой) Video Disk). Его основное отличие – высокая емкость – 4,7 Гбайт, а в перспективе – до 17 Гбайт. Ввиду большой емкости они предназначены для хранения видеофильмов, энциклопедий и др. массивов информации. Существуют DVD-R, DVD-RW.

Для считывания, записи и переноса больших объемов информации с последние годы используются внешние мобильные дисководы большой емкости. Они подключаются к компьютеру через USB (Universal Serial Bus(шина) - популярнейший тип соединения устройств, постепенно вытесняющий все остальные порты. USB обеспечивает возможность соединения с компьютером периферийных устройств, таких как принтер, сканер, мышь, клавиатура, цифровая камера и многих других.

Основные направления социальной политики: В Конституции Российской Федерации (ст. 7) характеризуется как.

Сайт учителя информатики. Технологические карты уроков, Подготовка к ОГЭ и ЕГЭ, полезный материал и многое другое.

4. Охарактеризуйте современные каналы связи. Какими достоинствами они обладают?

Ответ

Волоконно-оптический кабель — это система передачи данных, в которой передающей средой являются оптические волокна, изготовленные из специальных видов стекла или пластмассы и называемые световодами.

Преимущества оптико-волоконных передающих устройств:

2. Они имеют очень высокую пропускную способность — сотни Мбит/с (для сравнения: скорость передачи по телефонным кабелям от 9600 бит/с, по коаксиальным — сотни Кбит/с);

Преимущества спутниковой связи (СС):

1. большая пропускная способность;

2. перекрытие огромных расстояний;

3. низкий уровень помех, следовательно, передача информации с высокой надежностью.

Содержание

Характеристики

Используют следующие характеристики канала

Помехозащищённость

Помехозащищённость \over P_>" width="" height="" />
. Где \over P_>" width="" height="" />
— минимальное отношение сигнал/шум;

Объём канала

Объём канала [1] определяется по формуле: ,

где — время, в течение которого канал занят передаваемым сигналом;

Для передачи сигнала по каналу без искажений объём канала должен быть больше либо равен объёму сигнала , т.е. . Простейший случай вписывания объёма сигнала в объём канала - это достижение выполнения неравенств , > и . Тем не менее, может выполняться и в других случаях, что даёт возможность добиться требуемых характеристик канала изменением других параметров. Например, с уменьшением диапазона частот можно увеличить полосу пропускания.

Классификация

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 и радиоканалы.

Каналы связи также классифицируют на [2]

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 [3] . Возможна классификация каналов связи по диапазону частот.

Модели канала связи

Канал связи описывается математической моделью [4] , задание которой сводится к определению математических моделей выходного и входного и , а также установлению связи между ними, характеризующейся оператором , т.е.

По типу замирания сигнала модели канала связи делятся на гауссовские, релеевские, райссовские и с замираниями, моделируемые с помощью распределения Накагами.

Модели непрерывных каналов

Модели непрерывных каналов можно классифицировать на модель канала с аддитивным гауссовским шумом, модель канала с неопределенной фазой сигнала и аддитивным шумом и модель канала с межсимвольной интерференцией и аддитивным шумом.

Модель идеального канала

Модель идеального канала используется тогда, когда можно пренебречь наличием помех. При использовании этой модели выходной сигнал является детерминированным, т.е.

$~S_2(t)=\gamma ~S_1(t-\tau)$

где γ – константа, определяющая коэффициент передачи, τ – постоянная задержка.

Модель канала с неопределённой фазой сигнала и аддитивным шумом

Модель канала с неопределённой фазой сигнала и аддитивным шумом отличается от модели идеального канала тем, что является случайной величиной. Например, если входной сигнал является узкополосным, то сигнал на выходе канала с неопределённой фазой сигнала и аддитивным шумом определяется следующим образом:

$~S_2(t)=\gamma (cos(\theta) u(t)-sin(\theta) H(u(t)) + n(t)$

где учтено, что входной сигнал может быть представлен в виде:

$~S_1(t)=cos(\theta) u(t)-sin(\theta) H(u(t))$

где - преобразование Гильберта, - случайная фаза, распределение которой считается обычно равномерным на интервале .

Модель канала с межсимвольной интерференцией и аддитивным шумом

Модели дискретных каналов связи

Для задания модели дискретного канала необходимо определить множество входных и выходных кодовых символов, а также множество условных вероятностей выходных символов при заданных входных [5] .

Читайте также: