Физическая природа передаваемого сигнала в канале связи

Классификация каналов связи

Каналы связи являются основным звеном любой системы передачи информации. Классификацию каналов связи можно осуществить по различным признакам (табл. 2.1).

Таблица 2.1 – Классификация каналов связи

Оптические проводные – световоды (оптоволоконный канал используют в стационарных системах с большим объемом передаваемой информации и повышенными требованиями к скорости передачи, защищенности от возможного подслушивания электромагнитных помех. Нашли применение при организации как глобальных, так и локальных вычислительных сетей). Главным элементом оптоволоконного кабеля является волоконный световод — высококачественное стеклянное (пластиковое) волокно диаметром несколько микрон, окруженное твердым заполнителем и сверху защищенное специальной оболочкой. Обладает не только высокой скоростью передачи информации (может достигать 1000 Мбит/с), но и высокими техническими характеристиками. Это очень дорогой способ передачи информации и применяется для прокладки весьма ответственных (магистральных) каналов связи.

Оптические беспроводные – они используют луч лазер для передачи сигнала между приемопередающими устройствами. Однако, в отличие от волоконной оптики, сигнал передается через открытую воздушную среду, а не по оптическому волокну. Для приема и передачи цифрового сигнала между беспроводными оптическими устройствами необходимо наличие прямой видимости. Другими словами, между ними не должно быть никаких помех (таких, например, как деревья). Беспроводные оптические системы используются для создания высокоскоростных и безопасных каналов связи, которые можно развернуть в течение очень малого промежутка времени.

Системы беспроводной оптической связи уже установлены в различных компаниях, включая больницы, банки, операторы связи, муниципальные службы и военные ведомства во многих странах мира, предлагая беспроводные решения различного уровня сложности. В корпоративных сетях эти системы могут быть использованы для организации высокоскоростных каналов связи между офисами, что позволяет избежать затрат на аренду выделенных линий. Беспроводные оптические каналы связи предлагают серьезную альтернативу волоконной оптике в случаях, когда необходимо обеспечить работу высокоскоростных приложений (таких как видеоконференции), а стоимость прокладки кабеля слишком высока. Другим популярным приложением беспроводных оптических систем является организация временных каналов связи во время выставок, конференций, спортивных мероприятий или для быстрого восстановления связи при аварии волоконно-оптической линии.

Электрические проводные - электрические провода (телефонные), кабели (витая пара (группы скрученных проводов) – высокочастотные, радиочастотные).

Кабели витой пары применяют в локальных вычислительных сетях. Радиочастотные кабели применяют телевизионных сетях, кабельном телевидении, в межблочных соединениях радиотехнических систем.

Электрические беспроводные – радиоканалы (КВ УКВ ВЧ СВЧ)

В системе связи, представленной на рис. 2.1, передача сообщений осущест­вляется в одном направлении от источника к получателю. Такой режим связи называется симплексным. Режим, при котором обеспечивается возможность од­новременной передачи сообщений в прямом и обратном направлении, называ­ется дуплексным. Возможен и полудуплексный режим, когда обмен сообщений осуществляется поочередно.

Система связи называется многоканальной, если она обеспечивает передачу нескольких сообщений по одной общей линии связи. Структурная схема простейшей многоканальной системы связи изображена на рис. 2.3. Здесь сообщения a₁, a₂, …, a_n, подлежащие передаче, преобразуются в электрические сигналы u₁(t), u₂(t), …, u_n(t), а затем смешиваются в аппаратуре уплотнения. Полученный таким образом групповой сигнал u(t) передается по линии связи. Приемник преобразует принятое колебание z(t)=u(t)+n(t) в исходный групповой сигнал, из которого затем с помощью устройства разделения выделяются индивидуальные сигналы , преобразуемые в соответствующие сообщения . Для разделения сигналов на приемном конце, очевидно, необходимо, чтобы они различались между собой по некоторому признаку. В практике многоканальной связи преимущественно применяют частотный и временной способы разделения.

Для обмена сообщениями между многими территориально разнесёнными пользователями (абонентами) создаются сети связи, обеспечивающие передачу и распределение сообщении по заданным адресам (в заданное время и с установ­ленным качеством). Распределение потоков сообщений по заданным адресам осуществляется на узлах связи с помощью коммутационных устройств.

Рис. 2.3. Структурная схема многоканальной системы связи

По способу распределения сообщений сети делятся на некоммутируемые и коммутируемые. В первом случае связь между абонентами осуществляется по посто­янно закрепленным каналам по принципу "каждый с каждым". Во втором слу­чае абоненты связываются между собой не непосредственно, а через узды 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.п. Задача оптимального построения сетей связи является одной из важней­ших задач теории и техники связи. Решается эта задача с помощью теории графов и теории массового обслуживания.