Прохождение дискретного канала по каналу связи Общие сведения о линиях и каналах связи

Каналом связи называется совокупность средств, предназначенных для передачи сигнала. В понятие канала связи включается не только физическая среда, в которой распространяется сигнал, но и совокупность технических средств, предназначенных для передачи сигнала.

Для передачи дискретных сигналов применяют­ся различные типы линий связи: физические цепи воздушных и ка­бельных линий связи, радиолинии, волноводы и оптические линии. Указанные типы линий способны передавать сигналы в виде элек­трического тока или электромагнитного поля в определенном час­тотном диапазоне, поэтому возможна организация каналов связи с различной пропускной способностью.

Основные требования, предъявляемые к каналам связи - минимальное искаже­нии передаваемых сигналов и уменьшение влияния помех в задан­ной полосе частот. Эти требования могут быть выполнены в огра­ниченной мере и при условии, что временные и частотные характе­ристики сигнала согласованы с характеристиками линии.

В цифровых системах передачи в качестве среды распространения применяют кабели различных типов, радиорелейные линии, спутниковые линии и волноводы. Та­кие системы способны осуществлять передачу в широком диапазо­не скоростей. Например, телеграфная передача ведется со скоростью 50 ... 150 бит/с, передача данных – 200 ... 96 000 бит/с. Пе­редача речи в цифровой форме коммерческого качества требует скорости 9,6 ... 64 кбит/с, видеотелефонных сообщений – 4 ... 8 Мбит/с, телевизионных изображений – 90 ... 110 Мбит/с.

Проводные и кабельные каналы

Для под­ключения абонентов к ближайшему узлу коммутации применяются воздушные линии связи и многожильные низкочастотные симмет­ричные кабели. На местных линиях связи небольшой протяженно­сти такие кабели могут использоваться и для связи между узлами коммутации. На линиях большой протяженности (магистральной сети) используются коаксиальные кабели.

В многожильных кабелях наблюдаются переходные помехи, возникающие из-за емкостных и индуктивных связей между пара­ми жил. На базе таких кабелей обычно организовываются каналы передачи данных для двусторонней передачи и системы связи, работающие в дуплексном режиме. При этом используются четыре жилы, две из которых служат для передачи в одном направлении, а две другие - в обратном.

При большой амплитуде сигналов переходными помехами можно пренебречь, но они влияют на другие системы, работающие в том же канале связи, поэтому необходимо свести эти помехи до минимума.

Для передачи сигналов с более широким спектром частот ис­пользуются коаксиальные кабели, обеспечивающие скорость в несколько десятков Мбит/с. Коаксиальные пары образуются соосно расположенными проводниками: внутренним с диаметром d₁ и внешним в форме трубки с диаметрами d₂ и d₃ (см. рисунок). Внутренний провод удер­живается с высокой точностью по оси внешней жилы с помощью изоляционных элементов.

Радиолинии и радиоканалы

В тех случаях, когда возникают трудности прокладки провод­ных и кабельных линий связи, используются радиолинии, т. е. для связи между двумя пунктами используются электромагнитные ко­лебания. Принципиальное отличие радиосистем передачи инфор­мации заключается в том, что условия распространения радиоволн в радиолинии не­стационарны, т. е. подвержены непрерывным изменениям, которые зависят от времени и частоты. Передача с помощью радиоволн в не­которых случаях является единственным методом связи (напри­мер, связь с подвижными объектами).

В соответствии с соглашениями Международного Консульта­тивного комитета по радиосвязи (МККР) шкала радиочастот де­лится на диапазоны: очень низких частот (ОНЧ), низких частот (НЧ), средних частот (СЧ), высоких частот (ВЧ), очень вы­соких частот (ОВЧ), ультравысоких частот (УВЧ), сверхвысоких частот (СВЧ). Расположение диапазонов длинных, средних корот­ких, ультракоротких, дециметровых и сантиметровых волн на этой шкале также показано на рисунке:

Спутниковые и радиоре­лейные линии занимают диапазоны ОВЧ и СВЧ.

Ограниченное применение для радиосвязи и передачи данных находят и радиоканалы в диапазоне коротких (КВ) и ультракорот­ких (УКВ) волн. Для КВ-каналов отведена полоса частот 3 ... 30 МГц.