1.2. Системы, каналы и сети связи

На рис. 1.1 показана структурная схема простейшей одноканальной системы связи. Источником и получателем сообщений может быть как человек, так и устройства – ЭВМ, автомат и т.д. Передающее устройство преобразует сообщение в сигнал, а приемное устройство производит обратное преобразование. Преобразователь сообщений в сигнал– в передатчике (микрофон, телеграфный аппарат), преобразует сообщение в первичный (низкочастотный) сигнал. Передатчик производит модуляцию высокочастотного сигнала-переносчика по закону первичного сигнала. Получается вторичный высокочастотный сигнал, который пригоден для передачи по каналу.

Преобразование сообщения в сигнал должно быть обратимым. Иначе, часть информации будет потеряна уже на передающей стороне.

Линия связи – физическая среда и совокупность аппаратных средств, используемых для передачи сигнала от передатчика к приемнику (в системах электрической связи – кабель, волновод, в системах радиосвязи – область пространства, где распространяются радиоволны). При прохождении по линии связи канальный сигнал может искажаться. За счет этого он превращается в некоторый сигнал. Кроме того, на сигналмогут накладываться помехи. Если помехи – аддитивные, то сигнал на входе приемника. Задача приемника – получить оценку первичного сигналапутемдемодуляции принятого сигнала и, далее, - оценить, какое из возможных сообщений передавалось. Оценкой принятого сообщения служит.

Рис. 1.1. Структурная схема одноканальной системы связи

Для любой системы связи под каналом понимается совокупность технических средств, обеспечивающих передачу сигнала от некоторой точки А системы до точки Б. Точки А и Б могут быть выбраны произвольно – лишь бы между ними проходил сигнал. Часть системы связи, расположенная до точки А, служит источником сигнала для этого канала.

Система связи – совокупность технических средств передачи сообщения от источника к потребителю, состоит из передающего устройства, линии связи и приемного устройства. Иногда в состав системы связи включают еще источник и получатель сообщений.

Классификация систем связи по виду передаваемых сообщений:

• Телефония – передача речи

• Телеграфия – передача текста

• Фототелеграфия – передача неподвижных изображений

• Телевидение – передача подвижных изображений

• Телеизмерение – преобразование измеряемой величины в первичный сигнал при помощи датчика, передача этого сигнала по линии связи, выделение измеряемой величины из принятого сигнала, ее наблюдение и регистрация с помощью записывающих устройств

• Телеуправление – передача команд для автоматического выполнения определенных действий, часто эти команды формируются автоматически на основании результатов измерения, переданных телеметрической системой.

• Передача данных – обмен информацией между вычислительными средствами и АСУ, по сравнению с телеграфией здесь существуют повышенные требования к скорости и достоверности передачи.

По назначению телефонные и телевизионные системы делят на вещательные и профессиональные системы (служебная связь, промышленное телевидение).

Возможны следующие режимы связи:

• Симплексный – односторонняя передача сообщений – от источника к получателю (см. рис. 1.1).

• Дуплексный – возможна одновременная передача сообщений в прямом и обратном направлении

• Полудуплексный – обмен сообщениями в прямом и обратном направлении происходит поочередно

Многоканальная система связи обеспечивает передачу нескольких сообщений по одной общей линии связи (рис. 1.2). Здесь передаче подлежат первичные сигналы . В модуляторахони преобразуются в электрические сигналы. Сигналысмешиваются в аппаратуре уплотнения. Так образуетсягрупповой сигнал , который передается по линии связи. В линии связи групповой сигнал искажается, и на него налагаются помехи. Приемник из принятого колебанияпосредством устройства разделения (фильтров) выделяет сигналы- оценки сигналов. Демодуляторы (детекторы)восстанавливают оценкипервичных сигналов. Выделение отдельных сигналов из группового сигнала становится возможным, если эти сигналы отличаются друг от друга по какому-то признаку. На практике часто применяют частотный или временной способ разделения.

Рис. 1.2. Структурная схема простейшей многоканальной системы передачи

Для обмена сообщениями между большим числом пользователей – абонентов, разнесенных территориально, используются сети связи. Сети связи обеспечивают передачу и распределение сообщений по заданным адресам (в заданное время и с заданным качеством). Распределение потоков сообщений по заданным адресам производится на узлах связи с помощью коммутационных устройств. По способу распределения сообщений сети делятся на некоммутируемые и коммутируемые. В первом случае связь осуществляется по постоянно закрепленным каналам связи по принципу "каждый с каждым". Во втором случае абоненты связываются друг с другом не непосредственно, а через узлы коммутации.

Сеть связи представляет собой совокупность оконечных (абонентских) устройств, каналов связи (соединительных линий) и узлов коммутации.

В зависимости от числа абонентов и размеров обслуживаемой территории сети могут иметь различную структуру: линейную, радиальную, кольцевую, радиально-узловую и т.д. Задача оптимального построения сетей связи решается на основе теории графов и теории массового обслуживания.