1.1.2. Информационные характеристики каналов связи

В системах управления информация передаётся по каналам связи. Совокупность средств, служащих для передачи информации, называется системой передачи информации (СП). На рис. 1.2 представлена обобщённая блок-схема системы передачи информации [1]. Источник и потребитель информации непосредственно в СП не входят, поскольку являются абонентами системы передачи. Абонентами могут быть компьютеры, системы хранения информации, телефонные аппараты, исполнительные устройства и люди. В структуре СП выделяют:

– канал передачи (канал связи);

– передатчик информации;

– приёмник информации.

Рис. 1.2. Блок-схема системы передачи информации

Передатчик служит для преобразования поступающего от абонента сообщения в сигнал, передаваемый по каналу связи, а приёмник – для обратного преобразования сигнала в сообщение, поступающее абоненту.

Основными качественными показателями системы передачи информации являются:

– пропускная способность;

– достоверность;

– надёжность работы.

Пропускная способность канала передачи информации – это наибольшее теоретически достижимое количество информации, которое может быть передано по каналу за единицу времени. Пропускная способность определяется физическими свойствами канала и сигнала. От пропускной способности канала зависит максимально возможная скорость передачи данных по этому каналу.

Для характеристики канала и сигнала используют следующие параметры:

• F_к – полосу пропускания канала, или полосу частот, которую канал может пропустить при нормированном затухании сигнала;

• H_к – динамический диапазон, равный отношению максимально допустимого уровня сигнала в канале к уровню помех, нормированных для этого типов каналов;

• Т_к – время, в течение которого канал используется для передачи данных;

• F_c – ширину спектра  частот сигнала, т. е. интервал по шкале частотного спектра, занимаемый сигналом;

• H_c – динамический диапазон, равный отношению средней мощности сигнала к средней мощности помехи в канале;

• Т_с – длительность сигнала, или время его существования.

Объём канала связи определяется по формуле [1]

                                     V_к = F_к ∙ H_к ∙ Т_к.                                              (1.6)

Объём сигнала, передаваемый в канал связи, определяется по формуле [1]

                                    V_c = F_c ∙ H_c ∙ H_c.                                             (1.7)

Для неискажённой передачи данного сигнала по данному каналу связи необходимо выполнение достаточных условий «неискажённой передачи»:

F_к ≥ F_c,   H_к ≥ H_c,   Т_к ≥ H_c.

Максимально возможная скорость передачи данных определяется по формуле [1]

                                  С = F ∙ log₂ (1 + P_c / P_ш),                                       (1.8)

где С – максимально возможная скорость передачи данных, бит/с; F – ширина полосы пропускания канала связи, Гц; P_c – мощность сигнала; P_ш – мощность шума.

Из этого соотношения следует, что увеличить скорость передачи данных в канале связи можно, если увеличить мощность сигнала или уменьшить мощность помех.