Согласование статистических свойств источника сообщения и канала связи.

Такое согласование производится с целью передачи качества данных.

Оценка качества передачи осуществляется по трем основным показателям:

1. Достоверность

2. Скорость передачи

3. Сложность технической реализации

Достоверность дискретного канала обычно оценивается значением вероятности ошибочного приема единичного символа (элементарного сигнала)

Достоверность характеризует помехоустойчивость канала связи.

Средняя скорость передачи характеризует эффективность канала связи.

Техническая реализация канала связи осуществляется с учетом возможности достижения следующих двух целей:

1 – преобразование сообщений в сигналы по средствам соответствующего кодирования, обеспечивающего простоту и надежность технической реализации системы при достижении оптимальной пропускной способности команд;

2 – преобразование сообщений с целью их защиты, как от помех, так и от несанкционированного доступа, такое преобразование может производиться как на уровне знаков, так и сигналов.

Вопросы для самопроверки

1. Какие параметры характеризуют физические свойства канала связи?

2. Что такое объем канала связи?

3. Укажите физические характеристики сигналов, необходимые для передачи по каналу связи?

4. Что называется объемом сигнала?

5. В чем состоит необходимое условие согласования сигнала и канала связи?

6. Каково достаточное условие согласования сигнала и канала связи?

7. Для чего необходимо согласование статических свойств источника сообщения и канала связи?

8. Как оценивается качество передачи данных по каналу связи?

9. Как оценивается достоверность передачи информации?

10. Что такое эффективность передачи по каналу связи?

Лекция №8.

Цель лекции – изучение основных видов каналов связи в телекоммуникационных системах,

стандартов в области кодирования и сжатия информации

Задачи лекции:

- изучить основные виды каналов связи в телекоммуникационных системах;

- изучить стандарты в области кодирования и сжатия информации.

Вопросы, рассматриваемые на лекции:

1. Виды каналов связи

2. Стандарты в области кодирования и сжатия информации.

В телекоммуникационных системах (ТКС) находят наиболее широкое распространение виды каналов связи:

1. Симплексные каналы связи (КС) представляет такое представление обмена информацией между передатчиком и приемником, когда по одиночной линии связи (каналу) передаются сообщения только в одном направлении. Такой канал называется симплексным или невзаимные системы.

2. Полудуплексные каналы связи (режимы работы) в этом случае 2 узла связи соединены одним каналом связи (линией связи), но по этому каналу происходит передача информации поочередно (попеременно) в противоположных направлениях – так организован режим работы.

3. Дуплексный канал связи предполагает - одновременно два узла связи соединены двумя каналами (прямым и обратным), по которым информация передается одновременно в противоположных направлениях.

Симплексный тип канала связи используется в теле – и радиосетях.

Полудуплексный метод используется в информационно – справочных и запросо-ответных системах.

Дуплексный канал связи используется в системах с РОС и ИОС.

В телекоммуникационных системах различают выделенные (некоммутируемые) и коммутируемые на время передачи канала связи.

В выделенных каналах связи приемо – передающая аппаратура узлов связи постоянно соединена между собой. Это обеспечивает высокую степень готовности, более высокое качество передачи (связи) и поддержка большого объема трафика.

В силу относительно более высоких расходов на эксплуатацию сетей с выделенными каналами связи их рентабельность достигается при достаточно полной загрузки каналов связи.

Коммутируемые каналы связи организуются только на время передачи некоторого фиксированного объема информации. Для таких каналов характерна высокая гибкость и сравнительно небольшая стоимость (при малом объеме трафика).

На практике при кодировании могут преследоваться две цели:

1. При заданной скорости передачи обеспечение минимальной ошибки (максимальной достоверности);

2. При заданной достоверности обеспечение скорости передачи низкой пропускной способности канала.

Шенноном была доказана основная теорема кодирования, где показано, что по каналу связи с заданной пропускной способностью можно передавать информацию со скоростью близкой к пропускной способности канала и малой вероятности ошибки.

Из теоремы Шеннона для случая дискретного канала с помехами вытекает неожиданное заключение, но фундаментальное заключение о том, что помехи в канале не накладывают ограничений на достоверность передачи сообщений. Ограничения в этом случае накладываются только на скорость передачи, при которой может быть достигнута максимальная достоверность.

При наличии помех в канале для повышения достоверности в передаваемые сообщения необходимо вводить дополнительную избыточность, которая позволяла бы максимально устранить помехи в канале, при этом скорость передач информации снижается.

Таким образом, два основных требования, предъявляемые к системам передачи: эффективность (скорость) и помехоустойчивость (достоверность) передачи является взаимоисключающими. Всякое увеличение избыточности делает передачу более надежной, а снижается эффективность. При проектировании каналов связи необходимо отыскивать компромисные решения, обеспечивающие достаточно высокую эффективность (скорость) при требуемой достоверности.

Кодирование представляет процедуру преобразования сообщений в определенную последовательность символов или сигналов.

В системах передачи информации в отличии от устройств вычислительной технике в качестве первостепенной задачи предполагает быстроту и достоверность передачи, а не удобство ее обработки.

В случае, когда свойства конкретного источника сигналов (сообщений) не соответствует свойствам канала связи, эффективность информационной системы может оказаться невысокой, как было показано Шенноном. Эффективность передачи может быть повышена путем введения в состав соответствующих кодирующих устройств.

Вопросы для самопроверки

1. Какие виды каналов связи используются в телекоммуникационных системах?

2. Какой канал связи называется симплексным?

3. Какой канал связи называется полудуплексным?

4. Какой канал связи называется дуплексным?

5. Чем отличаются выделенные и коммутируемые каналы связи?

6. Какие цели достигаются в ИВС с помощью методов кодирования?

7. В чем смысл основной теоремы Шеннона о кодировании сообщений?

8. Как влияет наличие помех на работу канала связи?

9. Как соотносятся эффективность и помехоустойчивость передачи по каналу связи?

10. Как можно повысить эффективность передачи в каналах связи?

Лекция №9.

Цель лекции – изучение основных видов каналообразующей аппаратуры, особенностей адаптивных систем передачи данных

Задачи лекции:

- изучить основные виды каналообразующей аппаратуры;

- изучить особенности адаптивных систем передачи данных.

Вопросы, рассматриваемые на лекции:

1. Каналообразующая аппаратура.

2. Особенности адаптивных систем передачи данных

Кодер источник должен обеспечивать такое преобразование сообщений источника, при котором сигналы на его выходе, обладали бы минимальной избыточностью и позволяли бы приблизить скорость передачи к максимально возможному значению, то есть пропускной способности канала. Однако, так как в реальных каналах неизбежны помехи, то для борьбы с ними приходится дополнительно вводить кодер – канала, который обеспечивает перекодирование поступающих сообщений, чтобы повысить помехоустойчивость сообщений. На выходе линий связи (канала) должно быть предусмотрено устройство для обратного преобразования (декодирования) сигналов, поступивших с линий связи – декодер канала, после которого должно быть предусмотрено устройство для декодирования сигналов с источника – декодер источника.