8. Линии и каналы связи, их характеристики.

Линия связи (ЛС) — это физическая среда, по которой пере­даются электрические информационные сигналы. В одной ЛС могут быть организованы несколько каналов связи (КС), путем временного, частотного, кодового и других видов разделения,.

По физической природе ЛС каналы связи делятся, на меха­нические, акустические, оптические, электрические. Электриче­ские и оптические КС могут быть проводными (электрические провода, кабели, световоды) и беспроводными (радиоканалы, инфракрасные каналы, спутниковые), использующими для передачи сигналов электромагнитные волны, распространяющиеся по эфиру.

По форме представления передаваемой информации — ана­логовые и цифровые.

В зависимости от возможных направлений передачи — сим­плексные, полудуплексные, дуплексные.

КС могут быть коммутируемыми (из отдельных сегментов на время передачи) и некоммутируемыми (выделенные).

По пропускной способности — низкоскоростные (от 50 до 200 бит/с, телеграфные), среднескоростные (от 300 до 9600 бит/с, телефонные), высокоскоростные (широкополосные, свы­ше 56000 бит/с).

Физической средой в низкоскоростных и среднескоростных КС обычно являются проводные ЛС — «витая пара», в широко­полосных — различные кабели (с витыми парами (UTP, STP), волоконно - оптические (FOC), коаксиальные (СС) и беспро­водные радиоканалы.

Радиоканалы наземной и спутниковой связи образуются с помощью передатчика и приемника, настроенных на один диапазон радиоволн. Радиоканалы отличаются частотным диа­пазоном и дальностью канала. Диапазоны KB, СВ и ДВ (с AM) обеспечивают дальнюю связь при невысокой скорости ПД. Бо­лее скоростными являются каналы, работающие на диапазонах УКВ (с ЧМ), а также на диапазонах СВЧ (300-6000 ГГц).

Цифровые сигналы обрабатываются и передаются более эф­фективно. Наиболее распространена цифровая сеть ISDN, опи­рающаяся на цифровые абонентские каналы. Цифровые комму­никации более надежны. Существующие технологии цифровых абонентских линий DSL, HDSL (АИМ), модификации HDSL: SDSL, RADSL, MSDSL, ADSL, VDSL (витая пара). Конкурен­цию ISDN и ADSL составляют цифровые магистрали с син­хронно-цифровой иерархией SDH на основе оптоволокна и ра­диолиний.

К характеристикам ЛС относятся: АЧХ, полоса пропуска­ния, затухание, помехоустойчивость, перекрестные наводки на ближнем конце.

9. Методы передачи данных на физическом уровне: моду­ляция, демодуляция. Емкость канала связи. Кодирование. Уплотнение информационных потоков.

В эталонной модели OSI процедуры ПД действуют на фи­зическом и канальном уровнях. В соответствии со спецификой передаваемых сообщений ор­ганизуется канал связи. К основным параметрам канала связи относятся ширина полосы пропускания, допустимый динами­ческий диапазон изменений амплитуды сигнала, а также уро­вень помех. Передача информационных потоков осуществляет­ся с помощью кабельных, радиорелейных и спутниковых ЛС, по волоконно-оптическим кабелям.

Сообщение для передачи с помощью средств электросвязи должно быть предварительно преобразовано в сигнал, под ко­торым понимается изменяющаяся физическая величина, адек­ватная сообщению. Сигнал передается на «несущей» частоте. Процесс изменения параметров несущей частоты в соответст­вии с сигналом, передаваемым на ней, называют модуляцией. При передаче сигналов используют амплитудную» частотную и фазовую модуляцию, которая в случае дискретных сигналов называется манипуляцией.

Наиболее помехоустойчивой оказывается фазовая модуля­ция или манипуляция (ФМн), что объясняется «амплитудным» характером воздействующих помех.

Демодуляция — распознание в принимаемых колебаниях пе­реданного сигнала (сообщения).

Емкостью конкретного канала связи называют предельно допустимое значение скорости ПД. Основными факторами, ограничивающими скорость передачи информации, считаются полоса пропускания F и уровень помех. Чтобы достигнуть мак­симальной скорости передачи, информация должна быть зако­дирована наиболее эффективным образом (Шеннон).

Кодирование есть представление по определенным прави­лам дискретных сообщений в виде комбинаций, составленных из определенного числа элементов, называемых кодовыми ком­бинациями.

Способ объединения отдельных сообщений в один группо­вой сигнал с последующим разделением сообщений на индиви­дуальные называется уплотнением, или мультиплексированием. К классическим методам уплотнения относятся частотное (фильтрация по частоте), временное (временная шкала), кодовое (импульсно-кодовая модуляция). Чаще всего используют мно­гократную фазовую манипуляцию.