38. Линия связи. Типы линий связи. Кодирование информации

Линию связи можно представить как систему, через которую передаются сигналы. Если рассмотреть линии связи поближе, то окажется, что они представляют собой совокупность аппаратуры передачи данных, то есть физических сред, через которые эти данные передаются, и других устройств, так или иначе участвующих в передаче.

В первом приближении линии связи можно разделить на аналоговые и цифровые. Примером аналоговой линии связи может служить, например, модемное соединение с провайдером. Отличительной особенностью аналоговых линий связи является то, что их сигнал носит непрерывный характер — диапазон его значений находится в неких пределах и может принимать бесконечное множество значений. Цифровые же линии связи отличаются фиксированным набором значений, которые может принимать передаваемый по линии сигнал.

Помимо цифровых и аналоговых, среди линий связи выделяются кабельные каналы и радиоканалы. Эти последние — не что иное, как среда передачи данных для беспроводных сетей.

На кабельных системах остановимся подробнее: ведь именно они — основа популярных локальных Ethernet-сетей.

Сегодняшние кабельные системы основаны на так называемой витой паре. Витая пара — это кабель, состоящий из нескольких скрученных между собой проводов, заключенных в общую изоляцию. Различают не-экранированную и экранированную витые пары.

Типы кабелей.

? Экранированная витая пара называется STP (Shielded Twisted Pair) и представляет собой скрученные провода, заключенные в экранирующую оплетку

? Неэкранированная витая пара называется UTP (Unshielded Twisted Pair, или Unscreened Twisted Pair) и, как ясно из названия, не имеет дополнительного экранирования.

• Коаксиальный кабель, состоящий из центральной медной жилы, заключенной в экранирующую оплетку. Этот кабель все реже встречается в современных локальных сетях, так как он в основном вытеснен витой парой.

• Оптоволоконный кабель в качестве несущей среды использует оптическое волокно. Он поддерживает очень высокие скорости передачи данных. Оптоволоконная линия связи защищена от помех. Оптические кабельные системы применяются там, где нужны высокие скорости и высокая надежность линий.

В зависимости от типа промежуточной аппаратуры все линии связи делятся на аналоговые и цифровые. В аналоговых линиях промежуточная аппаратура предназначена для усиления аналоговых сигналов. В аналоговых линиях используется частотное мультиплексирование.

В цифровых линиях связи передаваемые сигналы имеют конечное число состояний. В таких линиях используется специальная промежуточная аппаратура – регенераторы, которык улучшают форму импульсов и обеспечивают ихресинхронизацию, то есть восстанавливают период их следования. Промежуточная аппаратурамультиплексирования и коммутации первичных сетей работает по принципу временного мультиплексирования каналов, когда каждому низкоскоростному каналу выделяется определенная доля времени (тайм-слот, или квант) высокоскоростного канала.

Полоса пропускания определяет диапазон частот, которые передаются линией связи с приемлемым затуханием.

Пропускная способность линии связи зависит от ее внутренних параметров, в частности – полосы пропускания, внешних параметров – уровня помех, а также принятого способа кодирования дискретных данных.

Кодирование информации

Для представления дискретной информации применяются сигналы двух типов: прямоугольные импульсы и синусоидальные волны. В первом случае используют термин «кодирование», во втором – «модуляция».

При модуляции дискретной информации единицы и нули кодируются изменением амплитуды, частоты или фазы синусоидального сигнала.

При выборе способа кодирования нужно одновременно стремиться к достижению нескольких целей: минимизировать возможную ширину спектра результирующего сигнала, обеспечить синхронизацию между передатчиком и приемником, обеспечивать устойчивость к шумам, обнаруживать и по возможности исправлять битовые ошибки, минимизировать мощность передатчика.

Код должен обладать свойством самосинхронизации, то есть сигналы кода должны содержать признаки, по которым приемник может определить, в какой момент времени нужно осуществить распознавание очередного бита.

При дискретном кодировании двоичная информация представляется различными уровнями постоянного потенциала или полярностью импульса.

Наиболее простым потенциальным кодом является код без возвращения к нулю NRZ, однако он не является самосинхронизирующимся.

Коды Хэмминга и сверточные коды позволяют не только обнаруживать, но и исправлять многократные ошибки. Эти коды наиболее часто используются для прямой коррекции ошибок (FEC) А дальше выпендриваемся и говорим, что есть 7-4 код Хэмминга, рисуем порождающую и проверочную матрицу и т.д и т.п., вообщем вспоминаем теорию информации.