2. Программа курса и методические указания по темам

Бурное развитие систем сбора, передачи и обработки данных обусловило высокую эффективность и достоверность передаваемого на большие расстояния информационного продукта, позволило создавать и развивать новые информационные технологии, обеспечить экономическую эффективность используемых информационных систем. Основная цель учебного пособия «Современные технологии передачи и обработки данных» заключается в формировании у будущих специалистов единого подхода к анализу и синтезу коммуникационных систем различного назначения и их оптимизации на основе теории информации и статистической теории связи. При изучении дисциплины «Системы передачи и обработки данных» главное внимание уделяется принципам построения систем проводной и беспроводной передачи информации с последующей ее обработке и передаче с высокой достоверностью заказчику.

Независимо от целевого назначения любая коммуникационная система представляет собой сложные технические комплексы, в основу которых положены новейшие достижения науки и техники. Все это предъявляет повышенные требования к уровню подготовки специалистов по всем видам систем передачи и обработки данных. Они должны не только уметь разрабатывать ту или иную систему по заданным техническим требованиям, но и должны знать, достаточно ли полно в этой системе реализованы все её потенциальные возможности.

Без дальнейшего совершенствования систем передачи и обработки данных невозможно ускорение научно – технического процесса, подъема экономики, роста производительного труда и повышения материального и культурного уровня народа. Вот почему будущему инженеру по специальности 200100.62 «Приборостроение» важно освоить данную дисциплину и уметь на практике применить полученные знания. Основные принципы передачи информации изложены в [1. С. 5-13. 2. С. 5-9].

1. Системы проводной и беспроводной передачи информации. Основные понятия и определения

Система передачи и обработки информации состоит из трех компонент: 1. Устройство передачи; 2. Среда по которой передается информация; 3. Устройство приема и обработки данных.

Среда передачи как правило бывает проводной и беспроводной [2,3].

2.1.1. История телеграфной связи [2,3]

История телеграфной связи. Телефонная связь. Принципы построения телефонных сетей [2,3]. Сети связи создаются для передачи информации между абонентами и бывают коммутируемыми и некоммутируемыми. Связь называется коммутируемой, когда тракт передачи информации создается по запросу абонента на время передачи сообщения, и некоммутируемой, когда тракт передачи информации обеспечивается постоянным соединением между определенными абонентами и нет необходимости в коммуникации. Общегосударственная телефонная сеть состоит из междугородней телефонной сети и зоновых телефонных сетей.

Радиосвязь разновидность беспроводной связи, при которой в качестве носителя сигнала используются радиоволны, свободно распространяемые в пространстве. Получаемый сигнал может несколько отличаться от передаваемого передатчиком (искажения вследствие помех и наводок). Частотная сетка, используемая в радиосвязи условно разбита на диапазоны: 1.Длинные волны. 2. Средние волны. 3.Короткие волны. 4. Ультракороткие волны. 5. Высокочастотные и сверхвысокочастотные волны [1.2].

Распространение радиоволн. Использование широковещательной потоковой передачи. Радиолюбительская связь [2].

2.1.2. Радиорелейная линия связи [3, С. 42]

По мере того, как увеличивалась потребность в расширении количества линий междугородней связи, разрабатывались системы, способные удовлетворить такие потребности. Одной из таких систем были радиорелейные линии, в которых в качестве носителя сигнала использовался не кабель, а радиоканал. Работая на сверхвысоких частотах (диапазон СВЧ) одна радиорелейная линия способна поддерживать работу тысяч телефонных каналов и нескольких телевизионных каналов одновременно.

Системы спутникового телевидения и связи [4, 6, 8, 9].

Спутниковая радиосвязь представляет собой разновидность сис­тем радиорелейной связи прямой видимости, в которой станцией-ре­транслятором является искусственный спутник земли (ИСЗ), оснащен­ный соответствующим бортовым оборудованием. К спутниковым линиям связи предъявляют следующие основные требования:

• передача сообщений должна быть обеспечена круглосуточно или в течение вполне определенного времени суток;

• связь должна быть надежной;

• радиолиния должна быть экономичной;

• характеристики каналов связи должны удовлетворять предъявляемым требованиям.

Такие показатели спутниковой связи, как дальность связи, число используемых спутников, время непрерывной работы, мощность наземных и бортовых передатчиков и другие зависят от выбора ор­биты ИСЗ.

Орбита спутника характеризуется: наклоном ее плоскости к плоскости экватора (экваториальная, полярная, наклонная), формой (круговая и эллиптическая) и высотой.

Применение орбит с большими высотам приводит к увеличению площади, охватываемой связью, и к уменьшению числа спутников, требуемых для обеспечении связи в заданном районе. В результате повышается экономичность и надежность связи. Оптимальной орбитой будет та, при которой число спутников в системе, обеспечивающей связь в заданном районе земного шара будет минимальным.

Для обеспечения круглосуточной связи на всей территории зем­ного шара, за исключением приполюсных областей, целесообразно использовать систему из трех спутников на стационарной орбите .

Стационарной или геостационарной называется экваториальная орбита с высотой примерно 36 тыс. км. При выводе на такую орбиту спутник с периодом обращения 24 часа, остается неподвижным относительно земных станций, следовательно, проще решаются вопросы наведения антенн, отсутствует доплеровский сдвиг частот принимаемых сигналов, а связь обеспечивается кругло­суточно. Сложность заключается в том, что для вывода спутника на стационарную орбиту необходимо осуществлять запуск из экваториальных районов. Из-за некоторых неточностей при выводе спутника, воздействия лунного притяжения и солнечного давления возникает дрейф спутника, который нужно устранять периодическим корректировани­ем орбиты [3,11,12].

2.1.3. Сотовые системы связи [6, С. 48]

Сотовые системы связи (ССС) предназначены для обеспечения подвижных и стационарных объектов телефонной связью и передачей данных.

В сотовых системах связи к подвижным объектам относятся как наземные транспортные средства, так и непосредственно человек, находящийся в движении и оснащенный портативной абонентской станцией.

Передача данных подвижному объекту существенно расширяет его возможности, так как кроме телефонной связи он имеет возможность получать телексные и факсимильные сообщения, графическую информацию, планы местности, графики движения транспорта и т.п.

Сотовые системы связи в различных отраслях хозяйственной деятельности позволяют значительно повысить производительность труда на подвижных объектах, обеспечить автоматический контроль технологических процессов, создать надежную систему управления на больших территориях, что позволяет экономить материально-трудовые ресурсы.

В настоящее время системы радиосвязи с подвижными объектами подразделяют:

• на ведомственные или частные системы подвижной связи (ВСПС);

• на сотовые системы подвижной связи (ССПС);

• на системы персонального радиовызова (СПРВ).