2. Технічні характеристики сигналів та каналів.
Под системой связи понимают совокупность устройств и сред, обеспечивающих передачу сообщений от отправителя к получателю. В общем случае обобщённую систему связи представляют блок-схемой.
Рисунок 2.1 – Система связи
Для того, чтобы ограничить искажение сигналов, передаваемых по радиоканалам, последние должны обладать определенными техническими характеристиками, связанными с видами передаваемых сигналов.
Существуют различные типы каналов, которые можно классифицировать по различным признакам:
1. По типу линий связи: проводные; кабельные; оптико-волоконные; линии электропередачи; радиоканалы и т.д.
2. По характеру сигналов: непрерывные; дискретные; дискретно-непрерывные (сигналы на входе системы дискретные, а на выходе непрерывные, и наоборот).
3. По помехозащищенности: каналы без помех; с помехами.
Каналы связи характеризуются:
1. Емкость канала Vk определяется как произведение времени использования канала Tк, ширины спектра частот, пропускаемых каналом Fк и динамического диапазона Dк., который характеризует способность канала передавать различные уровни сигналов
Vк = Tк Fк Dк.
Для передачи сигнала по каналу без
искажений объём канала должен быть
больше либо равен объёму сигнала
,
т.е.
.
Простейший случай вписывания объёма
сигнала в объём канала - это достижение
выполнения неравенств
,
и
.
Тем не менее,
может выполняться и в других случаях,
что даёт возможность добиться требуемых
характеристик канала изменением других
параметров. Например, с уменьшением
диапазона частот можно увеличить полосу
пропускания.
2. Волновое сопротивление линий передачи — отношение амплитуды напряжения бегущей волны к амплитуде силы тока бегущей волны в линии, по которой распространяется электромагнитная волна, однозначно зависит от таких параметров линии, как ёмкость, диэлектрическая проницаемость материала проводника (зависит от частоты работы генератора сигнала), индуктивность и сопротивление на единицу длины; волновое сопротивление среды — отношение амплитуд электрического и магнитного полей электромагнитных волн, распространяющихся в среде:
3. Скорость передачи информации – среднее количество информации, передаваемое в единицу времени.
Скорость передачи данных в значительной мере зависит от передающей среды в каналах связи, в качестве которых используются различные типы линий связи.
Проводные:
- Проводные – витая пара (что частично подавляет электромагнитное излучение других источников). Скорость передачи до 1 Мбит/с. Используется в телефонных сетях и для передачи данных.
- Коаксиальный кабель. Скорость передачи 10–100 Мбит/с – используется в локальных сетях, кабельном телевидении и т.д.
- Оптико-волоконная. Скорость передачи 1 Гбит/с.
В средах 1–3 затухание в дБ линейно зависит от расстояния, т.е. мощность падает по экспоненте. Поэтому через определенное расстояние необходимо ставить регенераторы (усилители).
Радиолинии:
- Радиоканал. Скорость передачи 100–400 Кбит/с. Использует радиочастоты до 1000 МГц. До 30 МГц за счет отражения от ионосферы возможно распространение электромагнитных волн за пределы прямой видимости. Но этот диапазон сильно зашумлен (например, любительской радиосвязью). От 30 до 1000 МГц – ионосфера прозрачна и необходима прямая видимость. Антенны устанавливаются на высоте (иногда устанавливаются регенераторы). Используются в радио и телевидении.
-. Микроволновые линии. Скорости передачи до 1 Гбит/с. Используют радиочастоты выше 1000 МГц. При этом необходима прямая видимость и остронаправленные параболические антенны. Расстояние между регенераторами 10–200 км. Используются для телефонной связи, телевидения и передачи данных.
- Спутниковая связь. Используются микроволновые частоты, а спутник служит регенератором (причем для многих станций). Характеристики те же, что у микроволновых линий.
4. Пропускная способность канала связи – наибольшая теоретически достижимая скорость передачи информации при условии, что погрешность не превосходит заданной величины.
Пропускная способность (throughput) линии связи характеризует максимально возможную скорость передачи данных по ней. Пропускная способность измеряется в битах в секунду (бит/с), а также в производных единицах: килобит в секунду (Кбит/с), мегабит в секунду (Мбит/с), гигабит в секунду (Гбит/с) и т. д.
Полосой пропускания канала связи является диапазон частот, в пределах которого наша амплитудно - частотная характеристика(АЧХ) заданного устройства равномерна, что бы у нас не было заметного искажения при передачи сигнала по линии связи.
Иными словами, полоса пропускания показывает диапазон частот, который можно использовать с минимальным затуханием. Измеряется полоса пропускания в Герцах (Гц). Различные значения полосы пропускания (ΔF) для разных каналов передачи данных составляют:
0,3 кГц - 3,4 кГц - канал тональной частоты телефонной лини связи
80 Гц - 110 МГц - витая пара
80 Гц - 10000 МГц - оптоволокно
Т.е. первое значение показывает начальные частоты (Fн), а второе - конечные частоты (Fк). Т.е. пределы частот, в которых амплитудно - частотная характеристика(АЧХ) равномерна.