Информационные каналы

Сообщение для передачи с помощью средств электросвязи (telecommunication) должно быть предварительно преобразовано в сигнал – изменяющуюся физическую величину, адекватную сообщению. Процесс преобразования сообщения в сигнал называется кодированием.

В системах радио- и телевизионной связи кодирование представляет собой модуляцию сигналом несущей радиочастоты, способной распространяться на большие расстояния.

Гармоническая (синусоидальная) несущая имеет три параметра – амплитуду, частоту и фазу. Изменяя один из них в соответствии с сигналом, можно получить амплитудную, частотную или фазовую модуляцию. В случае дискретных сигналов она называется манипуляцией.

По рекомендации МККТТ (Международного консультативного комитета по телефонии и телеграфии) для передачи телефонных сообщений достаточна полоса частот от 300 до 3400 Гц (моделирующий сигнал) при динамическом диапазоне до 35 дБ. При этом слоговая разборчивость составляет 90%. Каналы вещания для высококачественной передачи звука должны иметь полосу 30-15000 Гц и динамический диапазон 60 дБ. Для передачи телевизионных изображений необходима полоса пропускания 6 МГц.

Передача информационных потоков на значительные расстояния осуществляется с помощью кабельных, радиорелейных и спутниковых линий связи. Наиболее производительной является передача данных по оптическим кабелям.

Каналом передачи информации называют совокупность технических средств, обеспечивающих передачу электрических сигналов от одного пункта к другому. Линия – составная часть канала.

Независимо от природы линии информационный канал всегда включает в себя следующий набор приборов и устройств: кодер, передатчик, линию связи, приемник и декодер.

Кодер преобразует информацию источника в электрический сигнал. В случае передачи звука (телефония) кодером служит микрофон. Для телевизионной линии кодером является телевизионная передающая камера.

Передатчик генерирует несущую частоту (она должна быть не менее чем в 10 раз выше максимальной частоты сигнала) и выполняет модуляцию. На выходе передатчика – радиосигнал. Так называется поступающая в линию связи промодулированная несущая частота.

Линия связи может представлять собой проводную воздушную линию, кабель (электрический или оптический) или пространство, в котором распространяется радиоизлучение. Прохождение сигналов по линии всегда сопровождается искажениями и воздействием помех (шумов). Для борьбы с шумом используют разные методы, в том числе выбор вида модуляции сигнала. Наиболее помехоустойчива фазовая модуляция, наименее – амплитудная.

Приемник выделяет из радиосигнала передаваемый им сигнал в процессе демодуляции (детектирования).

Декодер преобразует сигнал в сообщение. В случае передачи телефонного сигнала декодером является динамик. Телевидение в качестве декодера применяет электроннолучевую трубку.

В современных цифровых системах связи основные функции передатчика и приемника выполняются модемом.

Модем – приемопередатчик цифровых сигналов, работающий в режиме одновременной передачи и приема. Такой режим работы называется дуплексным. Состав модема: интерфейс для соединения с компьютером (компьютер для модема является и источником и потребителем информации), кодер, декодер, модулятор и демодулятор. Иногда в модем встраивают шифрующие устройства, обеспечивающие секретность передаваемой информации. В зависимости от типа в модемах применяют амплитудную, частотную или фазовую модуляцию. Типовые скорости передачи информации модемами: 9600, 14400, 16800, 24000, 28800, 33600, 48000, 64000 бит/с.

Емкость канала – предельно допустимое значение скорости передачи информации. Как правило, емкость имеет значение, равное приведенным выше стандартам. Однако на междугородных и международных линиях связи используют значительно более скоростные каналы.

Цифровые линии связи предназначены, в основном, для передачи дискретных сигналов. Дискретными по своей природе являются сигналы телеграфа, телекса и компьютерные данные. Телефонные и телевизионные сигналы по природе своей непрерывны. Однако цифровая связь позволяет передавать в дискретной форме любые сигналы: как дискретные, так и непрерывные. Доказано, что любой непрерывный сигнал с ограниченным спектром частот и верхней частотой F можно абсолютно точно передать его дискретными значениями, взятыми через интервал 1/2F (теорема о выборках). Для речевого сигнала с частотами < 4000 Гц достаточно 8 тыс. отсчетов амплитуды в секунду. Телевизионный сигнал со спектром 6 МГц передается с частотой выборок 12 млн. значений в секунду.

Для цифровой передачи непрерывный сигнал должен быть квантован (измерен по шкале) и по амплитуде. Ставя в соответствие каждому уровню квантования кодированный сигнал, можно осуществить преобразование аналогового (непрерывного) сигнала в цифровой, т.е. кодированный. При этом спектр сигнала, конечно, расширяется.

При кодировании цветного телевизионного сигнала 10-элементными кодовыми комбинациями скорость передачи должна быть 120 Мбит/с (6 Мгц×10), а полоса пропускания порядка 100 МГц.

Кодирование производится в двоичном коде. Для повышения помехоустойчивости к двоичному числу (величине уровня) добавляется еще одни разряд с целью "проверки на четность" в месте приема. В этом случае скорость передачи приходится повышать до 4000×2×8 = 64000 бит/с.

Date: 2015-07-22; view: 578; Нарушение авторских прав