Характеристики (параметри) каналів зв'язку. 10
Умова передачі сигналів по каналах зв'язку. 13
Канал зв'язку - система технічних засобів і середовище поширення сигналів для передачі повідомлень (не тільки даних) від джерела до одержувача (і навпаки). Канал зв'язку, який розуміється у вузькому сенсі (тракт зв'язку), представляє тільки фізичне середовище поширення сигналів, наприклад, фізичну лінію зв'язку.
Канал зв'язку призначений для передачі сигналів між віддаленими пристроями. Сигнали несуть інформацію, призначену для представлення користувачеві (людині), або для використання прикладними програмами ЕОМ.
Канал зв'язку включає наступні компоненти:
1) передавальний пристрій;
2) приймальний пристрій;
3) середу передачі різної фізичної природи (Рис.1).
Формується передавачем сигнал, що несе інформацію, після проходження через середу передачі надходить на вхід приймального пристрою. Далі інформація виділяється з сигналу і передається споживачеві. Фізична природа сигналу вибирається таким чином, щоб він міг поширюватися через середу передачі з мінімальним ослабленням і спотвореннями. Сигнал необхідний як переносник інформації, сам він інформації не несе.
Рис.1. Каналу зв'язку (варіант №1)
Рис.2 Канал зв'язку (варіант №2)
Тобто це (канал) - технічний пристрій (техніка + середа).
Класифікацій буде приведено рівно три типи. Вибирайте на смак і колір:
Існує безліч видів каналів зв'язку, серед яких найбільш часто виділяють канали дротового зв'язку (повітряні, кабельні, світловодні і ін.) І канали радіозв'язку (тропосферні, супутникові та ін.). Такі канали в свою чергу прийнято кваліфікувати на основі характеристик вхідного і вихідного сигналів, а також по зміні характеристик сигналів в залежності від таких явищ, що відбуваються в каналі, як завмирання і загасання сигналів.
За типом середовища поширення канали зв'язку діляться на:
Канали зв'язку також класифікують на:
· Безперервні (на вході і виході каналу - безперервні сигнали),
· Дискретні або цифрові (на вході і виході каналу - дискретні сигнали),
· Безперервно-дискретні (на вході каналу-безперервні сигнали, а на виході-дискретні сигнали),
· Дискретно-безперервні (на вході каналу-дискретні сигнали, а на виході-безперервні сигнали).
Канали можуть бути як лінійними і нелінійними. тимчасовими і просторово-часовими.
Можлива класифікація каналів зв'язку за діапазоном частот.
Системи передачі інформації бувають одноканальні і багатоканальні. Тип системи визначається каналом зв'язку. Якщо система зв'язку побудована на однотипних каналах зв'язку, то її назва визначається типовим назвою каналів. В іншому випадку використовується деталізація класифікаційних ознак.
Класифікація №2 (більш детальна):
1.Классіфікація по діапазону використовуваних частот
Ø Кілометрові (ДВ) 1-10 км, 30-300 кГц;
Ø Гектометровиє (СВ) 100-1000 м, 300-3000 кГц;
Ø декаметрового (КВ) 10-100 м, 3-30 МГц;
Ø Метрові (МВ) 1-10 м, 30-300 МГц;
Ø Дециметрові (ДМВ) 10-100 см, 300-3000 МГц;
Ø Сантиметрові (СМВ) 1-10 см, 3-30 ГГц;
Ø міліметрові (ММВ) 1-10 мм, 30-300 ГГц;
Ø Децімілімітровие (ДММВ) 0,1-1 мм, 300-3000 ГГц.
2. За спрямованості ліній зв'язку
- спрямовані (використовуються різні провідники):
Ø кручені пари на основі мідних провідників,
Ø прямої видимості;
Ø радіорелейні (ретрансляція на дециметрових і більш коротких радіохвилях).
3. За увазі переданих повідомлень:
І ще малюнок сюди:
Рис.3. Класифікація ліній зв'язку.
Характеристики (параметри) каналів зв'язку
1.Передаточная функція каналу: представляється у вигляді амплітудно-частотної характеристики (АЧХ) іпоказивает, як загасає амплітуда синусоїди на виході каналу зв'язку в порівнянні з амплітудою на її вході для всіх можливих частот переданого сигналу. Нормована амплітудно-частотна характеристика каналу показана на рис.4. Знання амплітудно-частотної характеристики реального каналу дозволяє визначити форму вихідного сигналу практично для будь-якого вхідного сигналу. Для цього необхідно знайти спектр вхідного сигналу, перетворити амплітуду складових його гармонік відповідно до амплітудно-частотної характеристикою, а потім знайти форму вихідного сигналу, склавши перетворені гармоніки. Для експериментальної перевірки амплітудно-частотної характеристики потрібно провести тестування каналу еталонними (рівними по амплітуді) синусоїдами по всьому діапазону частот від нуля до деякого максимального значення, яке може зустрітися у вхідних сигналах. Причому міняти частоту вхідних синусоїд потрібно з невеликим кроком, а значить кількість експериментів має бути великим.
- ставлення спектра вихідного сигналу до вхідного
- смуга пропуску
Рис.4 Нормована амплітудно-частотна характеристика каналу
2.Полоса пропускання: є похідною характеристикою від АЧХ. Вона являє собою безперервний діапазон частот, для яких відношення амплітуди вихідного сигналу до вхідного перевищує деякий заздалегідь задану межу, тобто смуга пропускання визначає діапазон частот сигналу, при яких цей сигнал передається по каналу зв'язку без значних спотворень. Зазвичай смуга пропускання відраховується на рівні 0,7 від максимального значення АЧХ. Ширина смуги пропускання в найбільшою мірою впливає на максимально можливу швидкість передачі інформації по каналу зв'язку.
3.Затуханіе: визначається як відносне зменшення амплітуди або потужності сигналу при передачі по каналу сигналу певної частоти. Часто при експлуатації каналу заздалегідь відома основна частота сигналу, що передається, тобто та частота, гармоніка якої має найбільшу амплітуду і потужність. Тому досить знати загасання на цій частоті, щоб приблизно оцінити спотворення переданих по каналу сигналів. Більш точні оцінки можливі при знанні загасання на декількох частотах, що відповідають декільком основним гармоникам переданого сигналу.
Загасання зазвичай вимірюється в децибелах (дБ) і обчислюється за такою формулою:. де
- потужність сигналу на виході каналу,
- потужність сигналу на вході каналу.
Загасання завжди розраховується для певної частоти і співвідноситься з довжиною каналу. На практиці завжди користуються поняттям "погонное загасання", тобто загасання сигналу на одиницю довжини каналу, наприклад, загасання 0.1 дБ / метр.
4.Скорость передачі: характеризує кількість біт, що передаються по каналу в одиницю часу. Вона вимірюється в бітах в секунду - біт / с. а також похідних одиницях: Кбіт / c, Мбіт / c, Гбіт / с. Швидкість передачі залежить від ширини смуги пропускання каналу, рівня шумів, виду кодування і модуляції.
5.Помехоустойчівость каналу: характеризує його здатність забезпечувати передачу сигналів в умовах перешкод. Перешкоди прийнято ділити на внутрішні (є теплові шуми апаратури) і зовнішні (вони різноманітні і залежать від середовища передачі). Перешкодостійкість каналу залежить від апаратних і алгоритмічних рішень по обробці прийнятого сигналу, які закладені в приймально-передавальний пристрій. Стійкість передачі сигналів через канал може бути підвищена за рахунок кодування і спеціальної обробки сигналу.
6.Дінаміческій діапазон. логарифм відносини максимальної потужності сигналів, що пропускаються каналом, до мінімальної.
7.Помехозащіщенность: це перешкодозахищеність, тобто перешкодозахищеність.