36. Кодирование информации.

Кодированием называется сопоставление алфавитов, а правило по которому оно производится – кодом. Иными словами, кодирование можно определить как представление сообщений в форме, удобной для передачи по данному каналу. Электрический ток в телефонных проводах – это кодированная речь, а звуковые волны речи – это кодированные колебания колосовых связок.

Кодирование есть представление по определенным правилам дискретных сообщений в некоторые комбинации, составленные из определенного числа элементов – символов. Эти элементы кода образуют кодовые комбинации. Например, если составляем комбинации из различных сочетаний 0 и 1, то это код с основанием два, или двоичный код. Если все комбинации имеют одинаковое число знаков, код называется равномерным.

Кодовое представление дискретных значений сигнала осуществляется с помощью цифр, но не обязательно десятичных.

Если пронумеровать все буквы алфавита и необходимые специальные символы и выразить каждую цифру в двоичной системе счисления, получится натуральный двоичный код данного алфавита.

При цифровом кодировании речевых сигналов исходят из того, что искажения сигналов невелики, если его представлять 128-ю амплитудными значениями, т.е. для его передачи необходимо 128 кодовых комбинаций, из чего можно найти, что длина кодовой комбинации равна 7. ().

Основным условием обнаружения и исправления ошибок в принимаемых кодовых комбинациях является избыточность. Например, если условится, что необходимо передавать только четыре сообщения (А,Б,В,Г). Можно составить четыре двухэлементные комбинации для передачи этих сообщений (00,01,10,11). Если будут воздействовать помехи, то комбинация 00 может превратиться в комбинацию 01 и мы не обнаружим ошибку. Если ввести избыточность (использовать трехэлементные кодовые комбинации), то можно выбрать из восьми комбинаций только четыре, которые максимально отличаются друг от друга (000, 011, 101, 110). Если в результате действия помехи изменится один их элементов в любой из выбранных комбинаций, то такая комбинация не будет идентичной ни одной из выбранных и сразу станет понятно, что она ошибочна. Данный случай помехоустойчив только к таким помехам, которые могут привести только к однократной ошибке в комбинации. Для защиты от двукратной ошибки пришлось бы допустить еще большую избыточность, используя четырехэлементные кодовые комбинации, выбрав 4 комбинации из 16 возможных.

Отсюда следует, что ошибку обнаружить невозможно, если любой принятый символ, измененный помехами, служит сообщением. Ошибки можно обнаружить только в том случае, если на возможные сообщения наложены некоторые ограничения.

37. Уплотнение информационных потоков. Организация фаз коммутации.

Уплотнение информационных потоков

Способ объединения отдельных сообщений в один групповой сигнал с последующим разделением сообщений на индивидуальные называется уплотнением или мультиплексированием.

К классическим методам уплотнения относятся частотное, временное и кодовое.

Поскольку современная система связи обычно является многоканальной, необходимой частью любой системы передачи информации служит мультиплексор.

Наиболее известен способ частотного мультиплексирования, когда в полосе пропускания канала размещается множество каналов, разделенных с помощью фильтрации по частоте.

При временном мультиплексировании в условном временном интервале размещают последовательно отрезки сообщений, например кодовые последовательности каждого частного канала.

Частотное (а) и временное (б) уплотнение

При временном мультиплексировании в условном временном интервале размещают последовательно отрезки сообщений, например кодовые последовательности каждого частного канала. Если при частном мультиплексировании сообщения от разных абонентов передаются одновременно по общему каналу, при временном мультиплексировании передача осуществляется строго по очереди, т.е. полоса пропускания канала предоставляется полностью на определенный интервал времени каждому абоненту. На практике обычно группы каналов объединяются в супергруппы и при каждом иерархическом объединении может применяться разный способ модуляции несущей.

Аналоговый сигнал, например в телефонном канале, преобразуется в цифровой с помощью импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) и передается в каналах с временным мультиплексированием. Передача организуется так: выборки каждого непрерывного сигнала сдвигаются на интервал, достаточный для передачи соответствующей кодовой комбинации.

При передаче п непрерывных сигналов в стандартном интервале времени размещают п кодовых комбинаций, по одной на каждую выборку каждого сигнала. При этом полоса частот группового сигнала увеличивается примерно в п раз.

Так как принципиальной основой многоканальной цифровой системы передачи информации является временная шкала, определяющая расстановку информационных и служебных сигналов, соединение цифровых систем различной емкости в единую сеть возможно лишь при условии кратного соответствия временных шкал различных систем и стандартизации групповых сигналов и способов синхронизации. С этой целью разрабатывается иерархия (соподчиненность) цифровых систем.

Под уровнем цифровой системы понимается число каналов или скорость передачи. Иерархия предусматривает возможность образования цифровыми системами низшего порядка системы более высокого порядка. На одном уровне объединяется фиксированное число цифровых сигналов системы более низкого уровня для образования суммарного цифрового сигнала более высокого уровня

Схема организации фаз коммуникаций.

Запрос подается пользователем услуги данного (N+1)-го уровня системы А, чтобы обратиться к процедуре протокола поставщика услуги нижестоящего N-го уровня. Это приводит к посылке сообщения N-го уровня БДП-N в систему В (БДП блок данных протокола). Получение блока БДП-N в системе В вызывает затем появление примитива признак, выпускаемого поставщиком услуги на этом уровне. Примитив ответ выпускается поставщиком услуги на уровне (N+1) в системе В в ответ на признак, он является директивой протоколу уровня N завершить процедуру обращения примитива признак. Протокол на уровне N генерирует БДП, который передается по сети и повторяется на уровне N системы А, что вызывает, в свою очередь, посылку примитива подтверждение, который выпускается поставщиком услуги в системе А. В результате процедура, начатая запросом в точке доступа к услуге между уровнями N и (N+1) в системе А в этой же точке завершается.