- •Введение
- •Список сокращений
- •1. Информационные основы связи
- •1.1. Общие сведения об электрической связи
- •1.2. Системы передачи информации
- •Параметры стандартных каналов систем передач
- •1.3. Кодирование и модуляция
- •1.4. Количество информации и пропускная способность системы связи
- •1.5. Средства связи
- •1.5.1. Значение связи и асу в работе гпс по ликвидации последствий аварий и стихийных бедствий
- •1.5.2. Краткая историческая справка о развитии средств связи и их значение в деятельности пожарной охраны
- •1.6. Классификация средств связи
- •1.6.1. Общие сведения о полупроводниковых приборах
- •1.7. Источники питания аппаратуры связи
- •2. Основы проводной связи
- •2.1. Телефонная связь
- •2.1.1. Общие сведения о звуке
- •2.1.2. Системы телефонной связи
- •Параметры телефонов
- •Параметры микрофонов
- •2.2. Системы передачи данных
- •2.3. Документальная связь
- •2.3.1. Телеграфная связь
- •2.3.2. Факсимильная связь
- •2.4. Система телевизионной связи
- •2.5. Технологии оптической связи
- •2.6. Системы громкоговорящей связи
- •Основные характеристики возимых систем усиления речи
- •Типовые характеристики электромегафонов
- •2.7. Специальные средства и системы фиксированной связи
- •2.7.1. Средства проводной диспетчерской связи
- •2.7.2. Назначение, состав и общее устройство пульта оперативной связи малой ёмкости набат
- •Основные технические данные
- •2.7.3. Назначение, состав и функциональные возможности пульта оперативной связи кодс-432
- •2.7.4. Назначение и функциональные возможности цифровой станции оперативной связи цсос-2000
- •Технические характеристики станций проводной диспетчерской связи
- •2.7.5. Полевые средства телефонной связи
- •2.7.6. Специальные переговорные устройства
- •Типовые характеристики специальных переговорных устройств
- •Сравнительная характеристика функциональных возможностей спу
- •2.7.7. Системы оповещения и управления эвакуацией
- •2.7.8. Современные системы проводной диспетчерской связи
- •3. Основы радиосвязи
- •3.1. Структура и основные элементы радиосвязи
- •3.2. Радиоволны
- •3.3. Диапазоны радиоволн
- •Диапазоны радиоволн
- •Частоты специальной служебной радиосвязи
- •3.4. Системы и технологии мобильной связи
- •3.5. Устройство и параметры радиостанций
- •Параметры стационарных и мобильных радиостанций
- •Параметры носимых и портативных радиостанций
- •3.5.1. Стационарные радиостанции гпс
- •3.5.2. Мобильные радиостанции гпс
- •3.6. Оценка дальности и качества радиосвязи
- •4. Организация связи в пожарной охране
- •4.1. Единая служба связи гпс мчс России
- •4.2. Организация связи в гарнизонах пожарной охраны
- •4.3. Статистические характеристики потока вызовов, поступающих на центральный узел связи (цус)
- •4.4. Общие понятия о техническом обслуживании и надежности средств связи и управления
- •4.5. Контроль технического состояния средств связи и управления
- •4.6. Текущий ремонт средств связи и управления
- •5. Общие принципы организации автоматизированных систем связи и информационные технологии
- •5.1. Информатизация и автоматизация в современном обществе
- •5.2. Основы построения автоматизированных систем управления
- •5.3. Информатизация и автоматизация при решении задач пожарной безопасности
- •Описание программных средств арм
- •6. Организация связи при обеспечении пожарной безопасности городов и населенных пунктов
- •6.1. Единые дежурно-диспетчерские службы городов
- •6.2. Системы связи городов рф
- •6.3. Организация пунктов связи
- •6.4. Автоматизированная система оперативного управления пожарно-спасательными формированиями
- •Контрольные вопросы
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Автоматизированные системы управления и связь
- •3 94006 Воронеж, ул. 20-летия Октября,84
1.4. Количество информации и пропускная способность системы связи
Предположим, что осуществляется передача словесного текста, с помощью которого сообщаются некоторые сведения о какой-либо ситуации. Допустим, что для этой цели имеется всего два слова: «хорошо» и «плохо» [2]. Ясно, что оценка ситуации при этих условиях будет весьма общей и неточной, т.е. сведений о ситуации будет получено недостаточно. При наличии большого числа слов, позволяющих передать детали сообщаемой ситуации, те же самые слова «хорошо» и «плохо», входящие в состав данного набора слов, будут уже гораздо точнее выражать смысл сообщения.
Оценивая различные слова как возможные элементы сообщения, видно, что количество информации, содержащейся в словесном тексте, зависит не только от числа слов, составляющих этот текст, но и от количества букв в алфавите, из которого набираются слова для данного текста. Количество информации, определяемое по Р. Хартли, есть логарифм полного числа элементов любого конечного множества:
I = R In N,
где R - коэффициент пропорциональности (при R = 1 используются натуральные единицы измерения; при R = 1/ln 2 - двоичные единицы; при R = 1/ln10 - десятичные).
Сообщение состоит, как правило, из многих элементов. Обозначим число символов (число букв в алфавите) через т, а количество элементов в сообщении (используемых букв в словах) через п. Для формирования сообщения из m элементов число различных комбинаций этих элементов N = тn, что и определяет число возможных сообщений длиной п, составленных из т элементов. В технике связи это количество комбинаций называют кодовым замком. При подсчете необходимого количества символов для передачи сообщения и определения комбинаторного количества информации можно использовать эти формулы.
Например, для простейшей ситуации, когда сообщение представляет собой один символ, обусловленный выбором одного из двух возможных «Да» или «Нет», т.е. когда n = 1 и m = 2, можно записать:
I = log2 N = log2 тn= log22, бит.
Обычно принято выражать количество информации двоичным логарифмом числа N. Тогда количество информации в сообщении можно представить выражением
I = log2 N = log2 тn= n log2 m, бит.
Следовательно, каждая посылка двоичного кода несет одну единицу количества информации.
Для случая, когда сигнал представляет собой последовательность модулированных по высоте импульсов со скважностью, равной единице, а число ступеней шкалы уровней сигнала равно m и все импульсы равновероятны, количество информации
I = log2 N = n log2 т,
где n - число элементов в сообщении.
Стандартные телефонные каналы относятся к среднескоростным каналам и ориентированы на передачу аналоговых сигналов с относительно узким частотным спектром (от 100 Гц до 10 кГц). Следует отметить, что частотные характеристики канала передачи оказывают существенное влияние на максимально допустимую скорость передачи информации Vmax. Еще в 1924 г. Гарри Найквист объяснил существование этого основного ограничения и вывел уравнение, выражающее максимальную скорость передачи данных в конечном аналоговом канале (без шумов). Если сигнал состоит из К дискретных уровней, то теорема Найквиста гласит:
Vmax = 2 Н log2 К.
Если присутствуют случайные шумы, то ситуация существенно ухудшается. В 1948 г. Клод Шеннон развил работу Найквиста для каналов, подверженных случайным шумам. Главный вывод Шеннона: максимальная скорость передачи информации в каналах с шумами с шириной полосы частот C, Гц, и отношением сигнал/шум S/N:
С = Vmax = Н log2(l +S/N), бит/с.
Такая предельная (максимальная) скорость передачи информации в канале связи называется его пропускной способностью. Реальная скорость передачи при этом будет гораздо ниже пропускной способности канала связи. Например, канал с Н = 3000 Гц и S/N = 30 дБ (обычные параметры телефонной сети) никогда не сможет передавать сигналы со скоростью более 30 000 бит/с независимо от количества уровней сигнала и частоты измерений. Шеннон получил результаты, используя положения теории информации, и они представляют собой только верхнюю границу. На практике же сложно даже приблизиться к этому пределу. Скорость передачи по телефонной линии 9 600 бит/с считается достаточной и достигается посылкой 4-битных групп со скоростью 2400 бод. Поэтому для высокоскоростной передачи информации используются широкополосные радио- и телевизионные каналы, а также специальные каналы для передачи дискретной (цифровой) информации, в частности оптоволоконные.