64

ПЕРЕДАЧА ДАННЫХ В РАСПРЕДЕЛЕННЫХ

АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМАХ

Лекция 1

Введение

Нормативная УПРАВЛЕНИЕ Информационная

модель (план) (ЛПР) модель

Система

обработки

информации

возмущения

Объект

управления

Рис.1 Структура РАС

инф. система = инф.потоков и обменов;

координация и управление  система обработки информации

организация входных и выходных потоковсистема сбора и передачи информации

система сбора и передачи информации+система обработки информации

 АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

РАС

Эталонная модель взаимодействия открытых систем

Открытая система – система с открытой спецификацией на интерфейсы, протоколы, сервисы и форматы данных

Открытая спецификация – общедоступная спецификация, которая поддерживается открытым, гласным согласительным процессом и которая придерживается стандартов.

Преимущества:

• Легкость сопряжения;

• Поддержка различными производителями;

• Легкость замены;

• Простота освоения;

Уровни взаимодействия открытых систем:

1. Физический;

2. Канальный;

3. Сетевой;

4. Транспортный;

5. Сеансовый;

6. Представительный;

7. Прикладной.

Основным элементом открытой системы является прикладной процесс.

“ВОС” – процесс информационного обмена между открытыми системами и процедурами их совместного функционирования с целью выполнения некоторой общей информационной задачи.

Среда ВОС – совокупность взаимодействующих открытых систем вместе с физической средой.

В рамках ЭМ ВОС разрабатывается точное и детальное описание ОС, при этом определяются службы и протоколы для ВОС, а вот это последнее и является предметом стандартов и рекомендаций.

Тема 1. Основные понятия и принципы электросвязи

1. Преобразование сообщений в сигналы

Источник

информации

Получатель

информации

Канал передачи

информации

Рис.2 Метаструктура СПИ

Источник информации (ИИ):

Физическое сообщение

(физический носитель сообщения)

Сигналы: информационные (управляющие), переносчики.

SS

t t

S S

t t

Рис.3. Модели сигналов

1 - непрерывный по времени и по уровню;

2- дискретный по уровню и непрерывный по времени;

3. дискретный по времени и непрерывный по уровню;

4. дискретный по времени и по уровню.

1.2. Кодирование источника

Источники: терминалы (ПК), ЭВМ (хост, сервер). автоматические датчики.

Для представления символьной информации в ЭВМ общего назначения применяют двоичный код обработки информации – ДКОИ.Кодировка символов осуществляется с помощью таблицы: в первой строке и первом столбце таблицы указаны значения старшей и младшей тетрады байта соответственно.

В мини- и микро ЭВМ для представления символьной информации часто используется специальный код обмена информацией: КОИ-7.

В том и другом случае для представления символов используется один байт. В КОИ-7 используется для кодирования только 7 разрядов байта. Левый разряд каждого байта в КОИ-7 равен 0.

Во многих микропроцессорных системах и персональных ЭВМ для представления алфавитно-цифровых символов используется код ASCII (American Standart Code for Information Interchange– американский код обмена информацией), расширенный путем добавления букв русского алфавита. Для представления каждого символа отводится один байт.

Все виды представления символьной информации отличаются только кодировкой символов.

При кодировании аналоговых сигналов, снимаемых с автоматических датчиков, кодирование источника осуществляется с использованием трех процедур: дискретизации, квантования, кодирования.



текущее значение

2

1

0t

квантованное значение (номер кванта-цифра, представ ляемая в двоичном безизбыточном коде)

- точки дискретизации по времени

Рис. 4. Дисретизация, квантование, кодирование

Дисретизация, квантование, кодирование «цифровой сигнал»ИКМ – импульсно - кодовая модуляция.

1.3. Физические характеристики сигналов:

Тс – временная длительность;

Fc– ширина спектра;

Hc= log(Pc/ Pш) – превышение (Pc –средняя мощность сигнала, Pш - средняя (эффективная) мощность помехи);

Vc = Тс·FcHc– объем сигнала;

ТсFc – широкополосность сигнала; Тс·Fc1 – широкополосный сигнал.

Vк = Тк·FкHк – емкость канала;

Vк Vc – условие (идеальное) неискаженной передачи сигнала.

1.4. Понятие канала связи

а (t)s (t)s*(t)а* (t)

ПРД

ФС

ПРМ

М

У

У

Д

Рис.5. Функциональная структура канала связи

а (t) – управляющий(информационный) сигнал;

s (t) –промодулированный сигнал – переносчик;

ПРД – передатчик (М – модулятор, У – усилитель);

ПРМ – приемник )Д – демодулятор);

ФС – физическая среда передачи сигналов данных.

Физическая среда передачи сигналов данных определяет линию связи и может представлять собой кабель, то есть набпр проводов, изоляционных и защитных оболочек и соединительных разъемов, а также земную атмосферу и космическое пространство, через которые распространяются электромагнитные волны (радиосигналы).

Различают линии связи:

• проводные (воздушные);

• кабельные (медные и волоконно – оптические);

• радио линии наземной и спутниковой связи.

Каждая среда характеризуется частотным диапазоном, в котором наиболее благоприятны условия для передачи сигналов.

Проводные (воздушные) линиисвязи представляют собой провода без изолирующих и экранирующих оплеток, проложенные между столбаи и висящие в воздухе. Скоростные качества и помехозащищенность низкие. Частотный диапазон 10 –150 кГц, до 500 кГц у ЛЭП.

Кабельные линии представляют собой довольно сложную конструкцию. Кабель состоит из проводников, заключенных в несколько слоев изоляции: электрической, электромагнитной, механической, возможно и климатической. Может быть оснащен разъемами. В компьютерных сетях для передачи данных используются три основных типа кабеля: кабели на основе скрученных пар медных проводов, коаксиальные кабели с медной жилой и волоконно-оптические кабели.

Скрученная пара проводой называется витой парой (twsted pair)Витая пара существует в экранированном варианте (ShieldedTwsted Pair, STP) и неэкранированном (UnshieldedTwsted Pair, UTP), когда изоляционная обертка отсутствует. Каждая витая пара имеет свою граничную частоту. В локальных сетях это 10-100 мГц. Каждая среда вносит затухание в передаваемый сигнал. Витая пара отличается высокой степенью затухания и высокой чувствительностью к высокочастотным помехам. Из за этого дальность передачи по витой паре не превышает 100 метров.

Коаксиальный кабель (coaxial)имеет несимметричную конструкцию и состоит из внутренней медной жилы и оплетки, отделенной от жилыслоем изодяции (Рис.6).

Рис.6. Конструкция коаксиального кабеля

Существует несколько типов коаксиального кабеля, отличающихся характеристиками и областями применения – для локальных сетей, глобальных сетей, для кабельного телевидения. Расстояние между передающими устройствами до двух километров. Граничная частота до 100 мГц.Обычные скорости ПД - 2.5 ÷ 100 мбит/сек.

Волоконно-оптоволоконный кабель состоит из тонких (5-60 микрон) волокон, по которым распространяются световые сигналы. Частотный диапазон. 1000-10000 гГц, скорости ПД 2 и более гбит/сек.