SPD_Lektsii / СПД Лекция 1

Лекція № 1 Основи побудови систем передачі даних

ПЛАН ЛЕКЦІЇ

Навчальні питання:

1.Предмет та структура дисципліни, звітності.

2.Основні поняття та визначення.

3.Однобічні системи передачі даних.

4.Спотворення елементарних сигналів кодових комбінацій.

5.Статистика помилок на виході дискретного каналу. Моделі потоку помилок.

Навчально-матеріальне забезпечення:

1.ПЕОМ, мультимедійний проектор.

2.Презентація у форматі PowerPoint.

Навчальна література:

1.Витерби А.Д. Омура Д.К. Принципы цифровой связи и кодирования: Пер. с англ./ Под ред. К.Щ. Загангирова – М.: Радио и связь, 1982. – 536 с.

2.Захарченко М.В. Системи передавання даних. Т. 1: Завадостійке кодування: підручник для студентів вищих технічних навчальних закладів/ М.В. Захарченко – Одеса: «Фенікс», 2009. – 448 с.

3.Захарченко М.В. Системи передавання даних. Т. 2: Поелементне та циклове фазування в системах з блочним кодуванням: підручник для студентів вищих технічних навчальних закладів/ М.В. Захарченко – Одеса: «Фенікс», 2010. – 264 с.

1. Предмет та структура дисципліни, звітності.

Метою навчальної дисципліни «Системи передачі даних» є формування базових знань фахівців із систем передачі даних для розв’язання різних задач професійної діяльності. Предметом навчальної дисципліни є принципи побудови систем передачі даних. Вона складається з 4-ох змістових модулів. Розподіл часу наведений у табл. 1. Звітність наведена у табл. 2.

Таблиця 1

Розподіл навчального часу у 6-му семестрі.

По закінченню вивчення дисципліни студент повинен знати: структуру системи передачі даних; принципи та методи завадостійкого кодування; алгоритми та протоколи адаптивних систем передачі; технології обслуговування систем передачі даних. Крім того, студент повинен вміти: контролювати та діагностувати стан обладнання та програмного забезпечення систем передачі даних; забезпечувати номенклатуру та нормативну якість надання послуг. Правила модульно-

рейтингового оцінювання знань наведені у табл. 3 і 4. Поточний контроль виконується у вигляді захисту лабораторних робіт – до 16 балів (до 1 балів за кожне заняття: відсутність на занятті без поважної причини або отримання оцінки «незадовільно» – 0 балів, виконання відповідних завдань без отримання оцінки – 0,25 бали, отримання оцінки «задовільно» – 0,5 бали, «добре» – 0,75 бали, «відмінно» – 1 бали).

Таблиця 3

Модульно-рейтингове оцінювання знань.

ПРИМІТКА: При визначенні підсумкової оцінки за семестр викладач має право: збільшити її не більше ніж на 5 «призових» балів за постійну активну та творчу роботу студента на всіх видах занять, виконання необов’язкового індивідуального завдання (реферату). Крім того, викладач має право зменшити її не більше ніж на 5 «штрафних» балів за порушення термінів виконання окремих видів робіт і контролю знань без поважних причин.

Примітка. ЗМ – змістовий модуль, Т1…Т7 – теми ЗМ.

2. Основні поняття та визначення.

Під терміном інформація – розуміють відомості, що є об’єктом передачі, розподілу, перетворення, чи збереження безпосереднього використання. Надалі нас будуть цікавити лише питання, зв’язані з інформацією як об’єктом передачі. Повідомлення є формою представлення інформації, що бувають безперервними (виробляється джерелом безперервних повідомлень); дискретними (виробляється джерелом дискретних повідомлень). Основна відмінність дискретного і безперервного джерел полягає в наступному. Множина всіх різних повідомлень, вироблюваних дискретним джерелом завжди кінцевим. Тому, на кінцевому відрізку часу кількість символів дискретного джерела так само є кінцевим. У той же час число можливих різних значень звукового тиску (напруги в телефонній лінії), обмірюване при розмові, навіть на кінцевому відрізку часу, буде нескінченним. У дисципліні ми будемо розглядати питання передачі саме дискретних повідомлень. Дискретні повідомлення, що представлені у вигляді комбінації цифр називають даними. При цьому, у випадку телефонного зв’язку під повідомленням будемо розуміти деяку послідовність відліків квантованого аналогового сигналу, який переданий по каналу зв’язку у вигляді послідовності кодових комбінацій. Інформація, що міститься в повідомленні, передається від джерела повідомлень до одержувача по каналу передачі даних. Далі буде наведено його визначення.

Характеристики джерела дискретних повідомлень. Повідомлення надходить від джерела

джерела. Обсяг алфавіту – число різних символів алфавіту К. Кожне повідомлення алфавіту з’являється з деякою імовірністю. Імовірність видачі символу (повідомлення) ai – p(ai ) .

Кількість інформації в повідомленні (символі) визначається імовірністю його появи. Чим менше імовірність появи того чи іншого повідомлення, тим більшу кількість інформації ми витягаємо при його одержанні. У 1928 р. Хартлі запропонував визначати кількість інформації, що приходиться на

Ентропія. Середня кількість інформації Н(А), що приходиться на одне повідомлення, яке надходить від джерела без пам’яті, одержимо, застосовуючи операцію усереднення по всьому обсягу алфавіту:

K

H ( A) p(ai )log2 p(ai ) . (1)

i 1

Вираз (1) відомо як формула Шенона для ентропії джерела дискретних повідомлень. Ентропія – міра невизначеності в поводженні джерела дискретних повідомлень. Ентропія дорівнює нулю, якщо з імовірністю одиниця джерелом видається завжди те саме повідомлення (у цьому випадку невизначеність у поводженні джерела повідомлень відсутня). Ентропія максимальна, якщо символи джерела з’являються незалежно та з однаковою імовірністю.

Один біт – це кількість інформації, що переноситься одним символом джерела дискретних повідомлень у тому випадку, коли алфавіт джерела складається з двох рівно-імовірнісних символів.

Середня кількість інформації, видана джерелом за одиницю часу, називають продуктивністю джерела:

де tcp – середній час, що відводиться на передачу одного символу (повідомлення).

Середній час може бути визначено виразом:

K

tcp p(ai )ti .

i 1

Основні характеристики каналу ПДС. Для каналів передачі дискретних повідомлень використовують характеристику – швидкість передачі інформації по каналу R. Вона визначається кількістю біт, переданих за секунду. Максимально можливе значення швидкості передачі інформації по каналу називається пропускною здатністю каналу і позначається С. Пропускна здатність безперервного каналу з білим гаусовським шумом визначається відомою формулою Шенона:

Як видно, дана величина визначається шириною смуги пропускання та відношенням сигналшум (ВСШ).

Сигнали – форма повідомлення для передачі по каналу зв’язку. Будь-яка система зв’язку забезпечує передачу саме сигналів, а не повідомлень. Тому повідомлення, що надходить від джерела, попередньо повинне бути перетворене до сигналу визначеної природи (електричний, оптичний і т. ін.), який є його переносником у даній системі зв’язку. Розрізняють 4-ри види сигналів: безперервний безперервного часу, безперервний дискретного часу, дискретний безперервного часу і дискретний дискретного часу. Безперервні сигнали безперервного часу називають скорочено безперервними (аналоговими) сигналами. Вони можуть змінюватися в довільні моменти, приймаючи будь-які значення з безперервної множини можливих значень (рис. 1). До таких сигналів відноситься і відома усім синусоїда. Безупинні сигнали дискретного часу можуть приймати довільні значення, але змінюватися тільки у визначені, наперед задані

(дискретні) моменти t1, t2, t3, ... (рис. 2). Дискретні сигнали безперервного часу відрізняються тим, що вони можуть змінюватися в довільні моменти, але їхні величини приймають тільки дозволені (дискретні) значення (рис. 3). Дискретні сигнали дискретного часу (скорочено дискретні) (рис. 4) у дискретні моменти часу можуть приймати тільки дозволені (дискретні) значення. Сигнали, формовані на виході перетворювача дискретного повідомлення до сигналу, як правило, за інформаційним параметром є дискретними, тобто описуються функцією дискретного часу та кінцевою множиною можливих значень. У техніці передачі даних такі сигнали називають цифровими сигналами даних (ЦСД). Розглянемо далі основні визначення, що відносяться до ЦСД.

Інформаційний параметр сигналу даних – параметр сигналу даних, зміна якого відображає зміну повідомлення. На рис. 5 зображений ЦСД, інформаційним параметром якого є амплітуда, а множина можливих значень інформаційного параметра дорівнює двом (U=U1 і U=0).

Рис. 5. Цифровий сигнал даних

Елемент ЦСД – частина цифрового сигналу даних, що відрізняється від інших частин значенням одного зі своїх інформаційних параметрів. Значуща позиція – фіксоване значення стану інформаційного параметра сигналу. Значущим моментом (ЗМ) – момент, у який відбувається зміна значущої позиції сигналу. Значущим інтервалом часу (ЗІ)– інтервал часу між двома сусідніми значущими моментами сигналу. Одиничний інтервал – мінімальний інтервал часу, якому рівні значущі інтервали часу сигналу, (інтервали а-б, в-д і ін. на рис. 5). Одиничний елемент (е.э.) – елемент сигналу, що має тривалість, рівну одиничному інтервалу часу.

Розрізняють ізохронні та анізохронні сигнали даних. Ізохронні сигнали – це сигнали, для якого, будь-який значущий інтервал часу, дорівнює одиничному інтервалу або їхньому цілому числу. Анізохронними називаються сигнали, елементи яких можуть мати будь-яку тривалість, однак не менш чим min . Крім того, анізохронні сигнали можуть відстояти один від одного на довільній відстані.

До мереж і систем передачі даних (СПД) пред’являються високі вимоги. Найважливіші з цих вимог полягають у малій імовірності помилок при передачі даних, більш високої швидкості передачі даних, можливості ведення переговорів, тобто роботи в діалоговому режимі, можливості врахування категоричності повідомлень, передачі багатоадресних (циркулярних) повідомлень, можливості використання різної по параметрах і принципам роботи кінцевої апаратури. СПД здатна передавати повідомлення з імовірністю помилок 10-7, 10-8 і менш. Це досягається завдяки використанню відповідної каналоутворюючої апаратури (КУА), спеціальних пристроїв і методів захисту від помилок, а також застосування високоякісних і надійних елементів апаратури з резервуванням найбільш відповідальних вузлів.

За швидкістю передачі сигналів СПД підрозділяються на низько-, середньо- і високошвидкісні. Низько-швидкісні СПД працюють зі швидкостями до 200 біт/с і використовують канали, що отримані шляхом вторинного розподілу каналу ТЧ. До середньо-швидкісних відносяться СПД, що використовують канали ТЧ без розподілу. Максимальна швидкість передачі при цьому сягає 9600 біт/с. Високошвидкісні системи можуть використовувати широкосмугові канали для передачі сигналів зі швидкістю вище 9600 біт/с.

Структурна схема СПД представлена на рис. 6. Джерело та одержувач повідомлень разом з перетворювачем повідомлення у сигнал до складу системи СПД не входять. Система складається з трьох основних частин: кінцевої апаратури (ОА), спеціальної апаратури передачі даних (АПД) і допоміжних пристроїв (СУ), що забезпечують узгодження роботи основних елементів. У свою чергу, АПД складається з двох напівкомплектів: передавального та приймального. Конструктивно АПД містить у собі пристрій захисту від помилок (УЗО) і пристрій перетворення сигналів (УПС).

Пристрій захисту від помилок забезпечує потрібний ступінь вірності передачі повідомлень шляхом виявлення та виправлення помилок, що з’являються в процесі передачі. Найбільш простими в реалізації є способи, що засновані на повторенні передачі повідомлень. При наявності між кінцевими пунктами одного каналу зв’язку повторення може бути тільки послідовним, а при наявності кількох каналів – повторення може бути рівнобіжним. Можливість знайти та виправити помилки з’являється завдяки надмірності переданої інформації. В АПД також широко застосовуються способи боротьби з помилками, засновані на використанні надлишкових кодів. У цьому випадку кодові комбінації містять більше число елементів у порівнянні з простими кодами.

УПС забезпечують узгодження частотних характеристик сигналів з параметрами каналів передачі. Основним елементом передавальної частини УПС є модулятор, а приймальні частини – демодулятор. Ці пристрої поєднуються під загальною назвою «модем».

Структурна схема абонентського пункту СПД представлена на рис. 7. До складу обладнання абонентського пункту (АП) входять: абонентські пристрої (АУ) з передавачем, приймачем і пристроєм сполучення (СУ), апаратура передачі даних (АПД), що складається з пристроїв перетворення сигналів (УПС), захисту від помилок (УЗО) і допоміжного устаткування.

Оскільки сигнали, що надходять з абонентських пристроїв, являють собою комбінації посилок постійного струму, то для передачі по каналу зв’язку необхідно переносити їхній спектр в область частот смуги пропускання каналу зв’язку. Цю функцію виконують пристрої перетворення сигналів, що складаються їхніх двох напівкомплектів. Один з них забезпечує перетворення переданого сигналу та передачу його в канал зв’язку. Цей процес називається модуляцією, а пристрій – модулятором. Другий напівкомплект виконує зворотне перетворення прийнятих їхнім каналом зв’язку сигналів для подачі в абонентський пристрій. Це перетворення називається демодуляцією, а пристрій – демодулятором. Отже, кожен АП повинний мати і модулятор, і демодулятор, тобто модем. В апаратурі передачі даних використовуються різні за принципом роботи та конструкції УЗО. Найчастіше застосовуються пристрої, що використовують спеціальні надлишкові (коригувальні) коди.

У структурній схемі СПД можна виділити наступні канали (рис. 9). Кодер джерела. Повідомлення, що надходить від джерела повідомлень, у низці випадків містить надмірність. Це обумовлено тим, що символи ai A , що входять у повідомлення, можуть бути статистично

пов’язані. Це дозволяє частину повідомлення не передавати, відновлюючи його на приймальній стороні по відомому статистичному зв’язку. Надмірність призводить до того, що за заданий

проміжок часу буде передано менше повідомлень, і, отже, менш ефективно буде використовуватися канал передачі даних. Задачу усунення надмірності на передачі в СПД виконує кодер джерела. Кодер каналу. З метою підвищення вірності передачі використовується надлишкове кодування, що дозволяє на прийомі виявляти або навіть виправляти помилки. У процесі кодування здійснюється перетворення вихідної кодової комбінації в іншу кодову комбінацію з надмірністю. На приймальній стороні декодер каналу здійснює зворотне перетворення (декодування), у результаті якого одержуємо комбінацію вихідного коду. Часто

кодер і декодер каналу називають пристроями захисту від помилок (УЗО). Пристрій перетворення сигналу. З метою узгодження кодера каналу та декодера каналу з безперервним каналом зв’язку використовуються на передачі та прийомі пристрій перетворення сигналів (УПС). В окремому випадку це модулятор і демодулятор.

Рис. 8. Канали в СПД

Безперервний канал – канал зв’язку, що призначений для передачі безперервних (аналогових) сигналів. Наприклад, абонентська телефонна лінія, канал ТЧ.

Дискретний канал. Разом з каналом зв’язку УПС утворять дискретний канал, тобто канал, призначений для передачі тільки дискретних сигналів (цифрових сигналів даних). Розрізняють синхронні та асинхронні дискретні канали. У синхронних дискретних каналах введення кожного одиничного елемента виконується в строго визначені моменти часу та вони призначені для передачі тільки ізохронних сигналів. По асинхронному каналу можна передавати будь-як сигнали

– ізохронні, анізохронні.

Розширений канал. Дискретний канал у сукупності з кодером і декодером каналу (УЗО) називається розширеним дискретним каналом. У техніці передачі даних РДК називають каналом передачі даних.

Напівбезперервний канал (дискретний канал безперервного часу). У ПДС іноді виділяють дискретний канал безперервного часу. Для визначення виходу даного каналу необхідно більш детально розглянути УПС прийому. Він складається з демодулятора, граничного пристрою та регенератора. Вихід ПУ одночасно є і виходом дискретного каналу безперервного часу. Якщо на виході дискретного каналу маємо сигнал, що є дискретною функцією дискретного часу, то на виході напівбезперервного каналу сигнал є дискретною функцією безперервного часу. (Він же канал постійного струму).

3. Однобічні системи передачі даних.

Проблема підвищення вірогідності обумовлена невідповідністю між вимогами, що висувають до передачі даних і якістю реальних каналів зв’язку. Рішення задачі підвищення вірогідності здійснюється на даний час за двома напрямками:

удосконалення КУА;

використання спеціальних процедур, заснованих на використанні завадостійких (коригувальних) кодів.

Для оцінки ефективності методів передачі використовують ймовірно-часові параметри та параметри вірогідності СПД.

До ймовірно-часових параметрів відносяться:

час доставки повідомлення tд – інтервал часу з моменту надходження повідомлення від

відправника на вхід СПД до видачі його зі СПД одержувачу;

імовірність своєчасної доставки повідомлення (за умови, що tд не перевищить граничний

час t з ): Q tд tз Q3 ;

імовірність затримки повідомлення на час більше чи рівний t з : P tд tз 1 ( Q tд tз ).

Рідше використовується середній час доставки (математичне очікування) та дисперсія часу доставки. У мережах передачі дані вимоги по вірогідності задаються для всього маршруту передачі даних.

Виділяють дві групи систем передачі:

1)Однобічні системи передачі даних (ОСПД).

2)Системи передачі зі зворотним зв’язком (іноді мають назву – адаптивні).

ОСПД використовують канали одного напрямку. Основними методами підвищення вірогідності в ОСПД є:

завадостійке кодування;

багаторазова передача всього повідомлення або його частини;

передача по рівнобіжних каналах зв’язку.

Зазначені методи при необхідності можуть використовуватися комбіновано.

В ОСПД алгоритми підвищення вірогідності не використовують інформацію про стан каналу зв’язку, тобто можуть використовуватися симплексні канали зв’язку. Побудова ОСПД відповідає загальноприйнятому уявленню СПД з однією лише відмінністю – використання рівнобіжної передачі по i дискретних каналах зв’язку (якщо така використовується). УЗО включає кодер у передавальній частині і декодер у приймальні, а також елементи, що реалізують додаткові процедури при ухваленні рішення по більшості при багаторазовій передачі або передачі по рівнобіжних каналах (мажоритарний метод). Істотною відмінністю пам’яті від пристроїв вводувиводу є те, що занесення інформації в пам’ять є закінченням операції запису, у той час як занесення інформації в порт найчастіше є ініціалізацією реального здійснення операції вводувиводу. Що саме повинно робити пристрій, прийнявши інформацію через свій порт, і яким саме чином вони повинні поставляти інформацію для зчитування з порту, визначається електронними схемами пристроїв, що одержали назви контролерів. Контролер може безпосередньо керувати окремим пристроєм (наприклад, контролер диска), а може керувати кількома пристроями, зв’язуючись з їхніми контролерами за допомогою спеціальних шин вводу-виводу (шина IDE, шина SCSI і т. ін.). З погляду нашого розгляду важливими є тільки наступні моменти.

1.Пристрої вводу-виводу підключаються до системи через порти.

2.Можуть існувати два адресних простори: простір пам’яті і простір вводу-виводу.

3.Порти, як правило, відображаються в адресний простір вводу-виводу і, іноді, безпосередньо в адресний простір пам’яті.

4.Використання того чи іншого адресного простору визначається типом команди, виконуваної процесором, чи типом її операндів.

5.Фізичним керуванням пристроєм вводу-виводу, передачею інформації через порт, і виставлянням деяких сигналів на магістралі займається контролер пристрою.

Саме однаковість підключення зовнішніх пристроїв до обчислювальної системи є однією зі складових ідеології, що дозволяють додавати нові пристрої без перепроектування всієї системи.

Параметри ОСПД.

1. Відносна швидкість передачі: R k (g n) 1 , де k і n – параметри коригувального коду, g

– кратність передачі (скільки разів передавалося одне повідомлення). Час доставки визначається параметрами каналу зв’язку та затримкою, що необхідна для повторної передачі.

2. Параметри вірогідності.

В ОСПД правильний прийом, помилка та стирання утворять повну групу подій.

Pпр Pош Pст 1,

де Pош – імовірність помилки, Pпр – імовірність правильного прийому, Pст – імовірність

стирання.

В ОСПД складність кодування та швидкість передачі приходиться вибирати так, щоб при найгіршому стані каналу зв’язку забезпечити задану вірність. Тому ефективність таких систем низька.

4. Спотворення елементарних сигналів кодових комбінацій.

Поняття про спотворення посилок. Кодові посилки надходять в канал зв’язку від передавача кінцевої апаратури з достатньо високим ступенем точності за тривалістю (похибка не перевищує 1-2% від тривалості елементарної посилки). При проходженні по каналу зв’язку на точність відтворення тривалості переданих елементарних сигналів (посилок) чинить вплив велика кількість чинників: загасання сигналу, обмеження його спектра, різні перетворення сигналу (модуляція, демодуляція), вплив завад, і т. ін. Через те, що з виходу каналу постійного струму дискретні сигнали надходять обмеженими за амплітудою, то всі ці впливи призводять до зміни (спотворення) тривалості прийнятих посилок постійного струму по відношенню до переданих.

Розрізняють два види спотворень кодових посилок – спотворення довжини зсуву країв посилок та дроблення. Під крайовими спотвореннями розуміють зсув у часі країв (границь) посилок, внаслідок якого прийняті посилки виявляються нерівними за тривалістю. Дробленнями називають спотворення, що полягають у зміні полярності прийнятого сигналу в межах як однієї елементарної посилки, так і кількох посилок, що йдуть підряд.

Рис. 9. Послідовності переданих і прийнятих посилок, які відтворюються на виході каналу постійного струму з запізненням

На рис. 9 зображено послідовності переданих і прийнятих посилок, причому останні відтворюються на виході каналу постійного струму з певним запізненням, зумовленим часом розповсюдження електромагнітної енергії по каналу зв’язку, перехідними процесами в каналоутворюючій апаратурі (КУА) та різного виду завадами. Якщо всі границі посилок відтворюються з однаковим запізненням (рис. 9.б), яке дорівнює величині деякого запізнення

сигналів у даному каналі tсер ( t1 t2 t3 t4 tсер ), тоді тривалість всіх прийнятих посилок

дорівнює тривалості переданих (рис. 9.а), і крайові спотворення дорівнюють нулю. Якщо ж ця умова не виконується, то прийняті посилки відтворюються зі спотворенням. Величина відхилення запізнення даної границі посилок в той чи інший бік від значення tсер називається індивідуальним

крайовим спотворенням. Розрізняють абсолютну величину спотворень посилок, яка виражається в одиницях часу, і відносну величину – у відсотках від тривалості елементарної посилки. Наприклад, початок першої посилки на рис. 1.в має абсолютну величину індивідуального

відповідають спотворенням, заштриховано). Відносна величина індивідуальних спотворень дорівнює:

i i 100% . t0

Як бачимо на рис. 9.в, відлік величини крайових спотворень виконується від значення tсер .

Це значення залежить від багатьох чинників і знаходження його величини інколи пов’язане з труднощами. Крім того, при вимірюваннях спотворень значної сукупності меж прийнятих посилок часто інтерес становить не величина спотворень окремих посилок, а максимальна величина індивідуальних спотворень. Тому вводять поняття загальних спотворень. При порівнянні великого числа границь сприйнятих посилок з границями переданих посилок рис. 10.а можна виділити зону між максимальним зміщенням країв tmax і мінімальним зміщенням країв tmin (рис. 10.б). Ця зона

відповідає абсолютній величині загальних крайових спотворень tmax tmin .

Рис. 10. Виділення ідеальних моментів відновлення сигналу

Умовно вважаючи, що tсер розміщується посередині даної зони, можна визначити відносну

величину загальних крайових спотворень 0 як половину величини зони, віднесеної до всієї тривалості елементарної посилки:

Отже відносна величина загальних спотворень не може бути більше 50%. Крім того, дане

визначення припускає, що значення tmax і tmin можуть належати як одній й тій самій посилці, так і різним посилкам.

Класифікація спотворень. Спотворення кодових посилок поділяють на дві групи. До першої групи відносять спотворення кодових посилок, які належать до детермінованих регулярних) процесів. Такі спотворення називають систематичними. Вони викликаються, здебільшого, невідповідністю електричних характеристик каналу параметрам посилок, що передаються, і проявляються частіше за все в зміщенні країв посилок, що приймаються. У свою чергу, систематичні спотворення розподіляються на характеристичні крайові спотворення та крайові спотворення типу переважання. У зв’язку з регулярністю процесів, що викликають систематичні спотворення, величина їх може бути розрахована та нормована.

До другої групи відносяться спотворення, що належать до випадкових процесів і тому називаються випадковими. Випадкові спотворення залежать від випадкових чинників: різного роду завади, переривання рівнів сигналу. В залежності від амплітуди завад і тривалості переривань у посилках, що приймаються, можуть з’являтися як випадкові крайові спотворення, так і дроблення.

Основним джерелом спотворення посилок є випадкові спотворення. Внаслідок випадковості процесів, що викликають ці спотворення, їхній розрахунок, вимірювання та нормування викликає деякі труднощі.

Характеристичні спотворення довжини посилок. Характеристичні спотворення проявляються при передачі каналами зв’язку послідовності посилок різної структури. Величина характеристичних спотворень у каналах зв’язку залежить від швидкості передачі, ширини смуги пропускання каналу, форми амплітудно-частотних і фазочастотних характеристик каналу та інших чинників. Якщо електричні характеристики каналу не відповідають вибраній швидкості, тоді при передачі посилок, що рівномірно чергуються, різної полярності типу 1:1 спотворення будуть відсутні, а при передачі періодичних несиметричних послідовностей посилок типу 1:5, 1:6 і т. ін. з’являться крайові спотворення, величина яких буде стабільною. З характеристичними спотвореннями доводиться рахуватися при передачі посилок постійного струму по з’єднувальних лініях і кабельних жилах з великою зосередженою або розподіленою ємністю. Для цього випадку наведемо розрахунок характеристичних спотворень, припустивши, що передачі здійснюється 2- полярними посилками, а наростання та спадання струму відбувається за експоненціальним законом. Принцип утворення характеристичних спотворень ілюструється на рис. 11. Суцільними лініями показані передані (рис. 11.а) і прийняті посилки (рис. 11.г) при передачі комбінації 1:1, пунктирними лініями – комбінації 3:1 рис. 3.б, д. Як впливає з рис. 11.в, при передачі точок струм не встигає досягнути стабільного значення I 0 за час елементарної посилки t0 , однак завдяки

однаковому характеру кривих наростання та спадання струму крайові спотворення відсутні (рис. 11.г). У той самий час, прийом комбінації 3:1 відбувся зі спотвореннями: 4-та посилка кодового слова скоротилася на початку на величину 1 , а в кінці 2 . З метою зменшення

величини характеристичних спотворень необхідно зменшувати сталу часу становлення сигналу або збільшити тривалість елементарних посилок (зменшити швидкість модуляції).

Крайові спотворення типу переваг. Порушення симетрії параметрів сигналу, що мають постійний характер, призводить до постійних переважань. При цьому посилки однієї полярності подовжуються або укорочуються на одну й ту саму величину по відношенню до посилки іншої полярності. На рис. 12 показано, що в прийнятих посилках усі позитивні посилки укорочені спочатку з кінця на одну й ту саму величину 1 2 6 пер , а всі від’ємні подовжені ту й саму величину. Відносна величина крайових спотворень від переваг дорівнює:

пр tпр 100% .

0