1.2. Системы, каналы и сети связи
На
рис. 1.1 показана структурная схема
простейшей одноканальной
системы связи.
Источником
и получателем
сообщений может
быть как человек, так и устройства –
ЭВМ, автомат и т.д. Передающее
устройство
преобразует сообщение в сигнал, а
приемное
устройство
производит обратное преобразование.
Преобразователь сообщений
в сигнал
– в передатчике (микрофон, телеграфный
аппарат), преобразует сообщение в
первичный (низкочастотный) сигнал.
Передатчик производит модуляцию
высокочастотного сигнала-переносчика
по закону первичного сигнала. Получается
вторичный высокочастотный сигнал
,
который пригоден для передачи по каналу.
Преобразование сообщения в сигнал должно быть обратимым. Иначе, часть информации будет потеряна уже на передающей стороне.
Линия
связи –
физическая
среда и
совокупность аппаратных средств,
используемых для передачи сигнала от
передатчика к приемнику (в системах
электрической связи – кабель, волновод,
в системах радиосвязи – область
пространства, где распространяются
радиоволны). При прохождении по линии
связи канальный сигнал
может искажаться. За счет этого он
превращается в некоторый сигнал
.
Кроме того, на сигнал
могут накладываться помехи
.
Если помехи – аддитивные, то сигнал на
входе приемника
.
Задача приемника – получить оценку
первичного сигнала
путемдемодуляции
принятого сигнала
и, далее, - оценить, какое из возможных
сообщений передавалось. Оценкой принятого
сообщения служит
.

Рис. 1.1. Структурная схема одноканальной системы связи
Для любой системы связи под каналом понимается совокупность технических средств, обеспечивающих передачу сигнала от некоторой точки А системы до точки Б. Точки А и Б могут быть выбраны произвольно – лишь бы между ними проходил сигнал. Часть системы связи, расположенная до точки А, служит источником сигнала для этого канала.
Система связи – совокупность технических средств передачи сообщения от источника к потребителю, состоит из передающего устройства, линии связи и приемного устройства. Иногда в состав системы связи включают еще источник и получатель сообщений.
Классификация систем связи по виду передаваемых сообщений:
Телефония – передача речи
Телеграфия – передача текста
Фототелеграфия – передача неподвижных изображений
Телевидение – передача подвижных изображений
Телеизмерение – преобразование измеряемой величины в первичный сигнал при помощи датчика, передача этого сигнала по линии связи, выделение измеряемой величины из принятого сигнала, ее наблюдение и регистрация с помощью записывающих устройств
Телеуправление – передача команд для автоматического выполнения определенных действий, часто эти команды формируются автоматически на основании результатов измерения, переданных телеметрической системой.
Передача данных – обмен информацией между вычислительными средствами и АСУ, по сравнению с телеграфией здесь существуют повышенные требования к скорости и достоверности передачи.
По назначению телефонные и телевизионные системы делят на вещательные и профессиональные системы (служебная связь, промышленное телевидение).
Возможны следующие режимы связи:
Симплексный – односторонняя передача сообщений – от источника к получателю (см. рис. 1.1).
Дуплексный – возможна одновременная передача сообщений в прямом и обратном направлении
Полудуплексный – обмен сообщениями в прямом и обратном направлении происходит поочередно
Многоканальная
система
связи обеспечивает передачу нескольких
сообщений по одной общей линии связи
(рис. 1.2). Здесь передаче подлежат первичные
сигналы
.
В модуляторах
они преобразуются в электрические
сигналы
.
Сигналы
смешиваются в аппаратуре уплотнения.
Так образуетсягрупповой
сигнал
,
который передается по линии связи. В
линии связи групповой сигнал искажается,
и на него налагаются помехи. Приемник
из принятого колебания
посредством устройства разделения
(фильтров
)
выделяет сигналы
- оценки сигналов
.
Демодуляторы (детекторы)
восстанавливают оценки
первичных сигналов
.
Выделение отдельных сигналов из
группового сигнала становится возможным,
если эти сигналы отличаются друг от
друга по какому-то признаку. На практике
часто применяют частотный или временной
способ разделения.

Рис. 1.2. Структурная схема простейшей многоканальной системы передачи
Для обмена сообщениями между большим числом пользователей – абонентов, разнесенных территориально, используются сети связи. Сети связи обеспечивают передачу и распределение сообщений по заданным адресам (в заданное время и с заданным качеством). Распределение потоков сообщений по заданным адресам производится на узлах связи с помощью коммутационных устройств. По способу распределения сообщений сети делятся на некоммутируемые и коммутируемые. В первом случае связь осуществляется по постоянно закрепленным каналам связи по принципу "каждый с каждым". Во втором случае абоненты связываются друг с другом не непосредственно, а через узлы коммутации.
Сеть связи представляет собой совокупность оконечных (абонентских) устройств, каналов связи (соединительных линий) и узлов коммутации.
В зависимости от числа абонентов и размеров обслуживаемой территории сети могут иметь различную структуру: линейную, радиальную, кольцевую, радиально-узловую и т.д. Задача оптимального построения сетей связи решается на основе теории графов и теории массового обслуживания.
