2.2. Простейшая структура телекоммуникационной системы. Классификация систем связи.

Простейшая структурная схема одноканальной однонаправленной телекоммуникационной системы (ТС) показана на рисунке 2.2. Рассмотрим назначение элементов ТС. На входе и выходе схемы соответственно стоят источник (ИС) и получатель (ПС) сообщений. Источником и получателем сообщений могут быть

Рис. 2.2. Схема одноканальной однонаправленной телекоммуникационной системы

человек, различные устройства такие, как компьютер, телефон и т.п. Как было сказано ранее, сообщения могут иметь различную физическую природу (изображение, звуковое колебание), их необходимо преобразовать в первичный сигнал . Это преобразование осуществляется специальным датчикомпреобразователем. В телефонии, например, эта операция сводится к преобразованию акустических колебаний в пропорционально изменяющееся электрическое напряжение на выходе микрофона. В компьютерной технике получение кодового сигнала, соответствующего символу сообщения на нажатой клавише клавиатуры. В передатчике (ПРД) низкочастотный сигнал превращается во вторичный (высокочастотный) канальный сигнал, который передаётся в линию связи (ЛС).

Преобразование сообщения в сигнал должно быть обратимым. Т.е. переданный по линии высокочастотный канальный сигнал восстанавливается в приёмнике (ПРМ) до приемлемого уровня оценки первичного сигнала. Далее, при помощи обратного преобразования в сигналевыделяют сообщение, которое поступает получателю. Таким образом, устройство, преобразующее сообщение в сигнал, называетсяпередающим, а устройство, преобразующее принятый сигнал в сообщение, приёмным.

Как видно из рисунка 2.2 связующим звеном между передающим и приёмным устройством выступает линия связи. Линией связи называется физическая среда и совокупность аппаратных средств, используемых для передачи сигналов от передатчика к приёмнику. В качестве линий связи выступают:

- медный провод или кабель, волновод, оптический кабель (или волоконный световод);

- радиореленйые линии (РРЛ), представляющие собой несколько приёмопередатчиков, расположенные на расстоянии прямой видимости;

- спутниковые космические линии, представляющие разновидность РРЛ;

- некоторую область пространства (радиоэфир), в которой распространяются электромагнитные волны от передатчика к приёмнику.

Цепью связи называется совокупность проводов, используемых для передачи одного сигнала электросвязи. Различают одно-, двух-, трёх- и четырёхпроводные цепи. При использовании беспроводных направляющих систем (например, спутниковые и радиорелейные СП) аналогичным понятием является ствол.

При передаче канальный сигнал искажается, так как на него накладываются сторонние помехи, шумы аппаратуры, искажения, вносимой линией связи.Помехами называют случайные воздействия, которые ухудшают верность воспроизведения канальных сигналов. Источниками помех являются турбулентные явления в атмосфере Земли (молнии, грозы, северные сияния и т.д.), результат индустриальной деятельности человека (работа мощных электроустановок, электродвигателей, электрогенераторов), влияние посторонних радиостанций. Практически в любом диапазоне частот на передаваемый сигнал оказывает влияние шумы аппаратуры, обусловленные хаотическим движением носителей электрического заряда в усилительных приборов, резисторах, конденсаторах и других элементах аппаратуры. Искажения, вносимые линиями связи, обусловлено физическими ограничениями их пропускной способности. Другими словами, линию связи можно представить в виде фильтрующего устройства, который может вносить нежелательные искажения формы передаваемого сигнала. В линиях радиосвязи подобные искажения ещё называют замираниями сигналов. Замирания радиосигналов также обусловлены их многолучевым распространением (т.е. различным ослаблениям в разном пространственном направлении).

Следовательно, важнейшей составляющей ТС является приёмное устройство, которое должно на основе анализа колебания определить, какое сообщение передавалось. Поэтому на приёмном устройстве лежит вся «ответственность» за верное принятие решения о переданном сообщении.

Таким образом, совокупность технических средств, предназначенных для передачи сообщения от источников к потребителю, называется телекоммуникационной системой или просто системой связи.

Наряду с термином «телекоммуникационная система» связисты пользуются понятием электросвязь.

Электросвязь (telecommunication – телекоммуникация) – процесс передачи сообщения от источника сообщения к получателю с помощью электромагнитных сигналов.

По виду передаваемых сообщений различают следующие системы связи:

1. Система передачи речи (телефония):

2. Система передачи текста (телеграфия);

3. Система передачи неподвижных изображений (фототелеграфия или факсимильная электросвязь);

4. Система передачи подвижных изображений (телевидение);

5. Системы телеизмерения, телеуправления и передачи данных.

По назначению передаваемых сообщений телефонные и телевизионные системы делят на вещательные (в высокой художественной степенью воспроизведения сообщений), профессиональные (для специального применения). В системах телеизмерения осуществляется передача измерений физических величин, в системах телеуправления передача команд дистанционного управления. Внедрение высокопроизводительных компьютеров привело к необходимости передачи данных, обеспечивающих обмен информацией между вычислительными средствами.

Системы электросвязи могут классифицироваться не только по типу передаваемых сообщений, по характеру организации линий связи и способам их построения (рисунок 2.3).

Каналом связи называется совокупность средств, обеспечивающих передачу сообщения между некоторыми различными точками системы связи, между которыми проходит сигнал. Так, на рисунке 2.4 показан канал связи между произвольно выбранными точками А и Б. Часть системы, расположенная до точки А, является источником сигнала для этого канала.

Каналом передачи называется комплекс технических средств и среды распространения, обеспечивающая передачу сигналов электросвязи, ограниченной в определённой области частот (для аналоговых сигналов) или имеющих определённую скорость передачи (для цифровых сигналов).

Любую функционально значимую часть канала называют трактом передачи (или просто трактом).

Рис. 2.3. Разновидность систем электросвязи

Следует заметить, что на одной линии связи можно организовать от одного до нескольких каналов передачи. В этом случае система связи называется многоканальной системой передачи (многоканальной телекоммуникационной системой).

Рис. 2.4. Структурная схема канала связи

Каналы передачи можно классифицировать по следующим признакам:

- по виду передаваемых сигналов:

а) аналоговые;

б) дискретные;

в) цифровые;

- в зависимости от ширины полосы частот, в котором передается сигнал электросвязи:

а) узкополосные;

б) широкополосные;

в) групповые;

- в зависимости от скорости передачи сигналов:

а) низкоскоростные;

б) высокоскоростные;

- по виду среды распространения:

а) проводные, организованные по воздушным линиям связи ВЛС, кабельным линиям КЛС (симметричного и коаксиального кабеля) или волоконно-оптическим линиям ВОЛС;

б) беспроводные (радиоканалы), каналы радиосвязи, организованные по радиорелейным и спутниковым линиям связи;

- по виду передаваемых первичных сигналов электросвязи или сообщений:

а) телефонные каналы;

б) каналы звукового вещания;

в) телевизионные каналы;

г) телеграфные каналы и каналы передачи данных (ПД);

- по способу организации передачи информации от источника к получателю и обратно:

а) симплексные двухсторонняя связь между двумя пунктами, при которой передача и прием сообщений ведутся поочередно;

б) дуплексные двухсторонняя связь между двумя пунктами, при которой передача и прием сообщений ведутся одновременно;

в) полудуплексные двухсторонняя связь, характеризуемаясимплексным видом связи на одном конце радиолинии и дуплексным видом на другом. 

- по способу организации двусторонней связи:

а) двухпроводный однополосный канал;

б) двухпроводный двухполосный канал;

в) четырёхпроводный однополосный канал;

- по территориальному признаку и протяжённости:

а) международные;

б) междугородние (магистральные);

в) зоновые (областные);

г) местные.

Для обмена сообщения между территориально разнесёнными абонентами создаются сети связи, обеспечивающие передачу и распределение сообщений по заданным адресам. Распределение потоков сообщений по заданным адресам осуществляется на узлах связи с помощью коммутационных устройств.

Сетью связи (телекоммуникационной сетью) называется совокупность сетевых узлов, сетевых станций, оконечных пунктов и соединяющих их линий связи, обеспечивающая доставку сообщения по заданному адресу, с выполнением требований по времени доставки, верности и надёжности.

Сетевые узлы располагаются на пересечении магистральных каналах связи, в них располагаются каналообразующее и коммутационное оборудование. В сетевых узлах осуществляется переключение каналов или их групп. Сетевые станции являются оконечными точками для подключения вторичных систем (локальных) связи. В оконечных пунктах размещаются каналообразующее оборудование.