1. Преобразование спектра сигналов. Виды модуляции

Для передачи сигнала необходимо предоставить соответствующую полосу частот, динамический диапазон системы передачи не должен быть меньше динамического диапазона сигнала, а пропускная способность системы должна быть согласована с информационной ёмкостью сигнала. Здесь есть полная аналогия с системой транспортировки: указывая габариты и массу, мы определяем характер средств транспортировки, цвет товара при этом не играет роли.

Чтобы передать сигнал, нужно воспользоваться каким-либо переносчиком. В качестве среды переносчика естественно использовать те материальные объекты, которые имеют свойство перемещаться в пространстве, например, электромагнитное поле в проводах (проводная связь) и в открытом пространстве (радиосвязь), световой луч (оптическая связь).

Таким образом, в пункте передачи информацию необходимо преобразовывать в сигнал X(t), удобный для его передачи по соответствующей среде распространения, но наделенный всеми признаками первичного сигнала.

Обычно в качестве переносчиков сигналов по форме используются гармонические колебания высокой частоты - несущие колебания х(t)=A cos(ωt+φ). Процесс преобразования первичного сигнала заключается в изменении одного или нескольких параметров несущего колебания по закону изменения первичного сигнала (т. е. в наделении несущего колебания признаками первичного сигнала) называется модуляцией. Модуляцию можно осуществлять изменением одного из параметров непрерывного и дискретного сигнала:

• амплитуды А (амплитудная модуляция, АМ),

• частоты ω (частотная модуляция, ЧМ),

• начальной фазы φ (фазовая модуляция, ФМ).

По внешнему виду сигнала V(t) трудно различить, какой вид модуляции применен - частотный или фазовый (оба эти вида называют угловой модуляцией). Спектр амплитуд модулированной несущей при угловой модуляции состоит из бесконечного числа дискретных составляющих, ограничиваемые по соображениям точности и стоимости.

Модуляцию гармонического несущего колебания первичным аналоговым или дискретным сигналом S(t) называют непрерывной, так как в качестве переносчика выбран непрерывный периодический сигнал X(t). Особенности непрерывной модуляции:

• при АМ ширина спектра модулированного сигнала, как правило, значительно меньше, чем при угловой модуляции; эта экономия частотного спектра для передачи сигнала позволяет в многоканальных системах передачи выделять большее число изолированных каналов;

• угловая модуляция более устойчива к воздействию помех, поэтому применяется для повышения достоверности передачи, в ЛС с большими помехами. Например, в низкоскоростных модемах СПД применяется частотная модуляция.

Лекция 8. Основные сведения о сетях связи

СПД — совокупность оконечных устройств (терминалов) связи, объединённых каналами передачи данных и коммутирующими устройствами (узлами сети), обеспечивающими обмен сообщениями между всеми оконечными устройствами.

Существуют следующие виды сетей передачи данных:

• Телефонные сети — сети, в которых оконечными устройствами являются простые преобразователи сигнала между электрическим и видимым/слышимым.

• Компьютерные сети — сети, оконечными устройствами которых являются компьютеры.

По принципу коммутации сети делятся на:

• Сети с коммутацией каналов — для передачи между оконечными устройствами выделяется физический или логический канал, по которому возможна непрерывная передача информации. Сетью с коммутацией каналов является, например, телефонная сеть. В таких сетях возможно использование узлов весьма простой организации, вплоть до ручной коммутации, однако недостатком такой организации является неэффективное использование каналов связи, если поток информации непостоянный и малопредсказуемый.

• Сети с коммутацией пакетов — данные между оконечными устройствами в такой сети передаются короткими посылками — пакетами, которые коммутируются независимо. По такой схеме построено подавляющее большинство компьютерных сетей. Этот тип организации весьма эффективно использует каналы передачи данных, но требует более сложного оборудования узлов, что и определило использование почти исключительно в компьютерной среде.