1. Основные понятия и определения систем связи

1.1. Информация, сообщение, сигналы

Система электросвязи – совокупность технических средств и среды распространения сигналов, обеспечивающих передачу сообщений от источника к потребителю [1].

При характеристике систем связи пользуются понятиями: информация, сообщение, сигнал, которые имеют много общего и иногда используются как синонимы.

В широком смысле информация – это новые сведения об окружающем мире, которые мы получаем в результате взаимодействия с ним.

Можно выделить три основных вида информации в обществе – личную, специальную и массовую. Информация в любой форме является объектом хранения и преобразования.

В теории и технике связи в первую очередь интересуются свойствами информации при её передаче и под информацией понимают совокупность сведений о явлениях, событиях, фактах, заранее не известных получателю.

Сообщение – форма представления информации: условные знаки, рисунки, цифровые данные, устное сообщение, письменное сообщение, звуковое сообщение, телевизионное сообщение (изменение во времени яркости и цветности элементов изображения).

Однако сообщения в общем случае не могут быть непосредственно переданы в системе электросвязи в соответствующий адрес и дополнительно преобразуются в сигнал.

Сигнал – процесс изменения во времени физического состояния какого-либо объекта, служащий для отображения, регистрации и передачи сообщений. Сигнал – это материальный носитель (переносчик) сообщений.

В системах электросвязи в качестве переносчика сообщений на расстояние используются: переменный электрический ток, электромагнитное поле, световые волны.

Таким образом, из приведённых определений следует, что в любой системе электросвязи должны быть устройства, которые осуществляют преобразования:

 на передаче:

Информация Сообщение Сигнал;

 на приёме:

Сигнал Сообщение Информация.

1.2. Обобщенная структурная схема системы связи

Обобщенная структурная схма электрической связи имеет вид, показанный на рисунке 1.1 [1, 2] .

Более подробно остановимся на понятии линия связи.

Под линией связи понимают совокупность физических цепей, имеющих общую среду распространения и служащих для передачи электрических сигналов от передатчика к приемнику.

Такими физическими цепями являются пара проводов воздушной линии связи (ВЛС), симметричной кабельной линии связи (КЛС), коаксиальная кабельная линия, цепочка радиорелейных линий (РРЛ), волоконно-оптическая линия связи (ВОЛС), часть пространства между передающей и принимающей антеннами: атмосферная радиолиния, атмосферная оптическая линия (АОЛ).

Для каждого типа линий связи (ЛС) имеются сигналы, наиболее эффективно распространяющиеся по ней.

При прохождении по ЛС электрические сигналы значительно ослабевают и подвергаются воздействиям посторонних электрических колебаний – помех.

Следовательно, на выходе ЛС будет смесь принятого сигнала и помехи:

где _М(t) и _А(t) – мультипликативная и аддитивная помехи соответственно.

С учетом вышеизложенного, структурная схема канала радиосвязи имеет вид, приведенной на рис. 1.2.

Рис. 1.2. Структурная схема канала радиосвязи: КУ- кодирующее устройство; М- модулятор; Г – генератор несущей частоты; УМ – усилитель мощности; ИУ- избирательный усилитель; ДМ- демодулятор; ДКУ- декодирующее устройство; ПИ и ПП – преобразователи источника И и получателя П информации соответственно.

Главное требование преобразования сигнала в сообщение – это точность преобразования.

В системах передачи информации линии связи являются наиболее дорогостоящим звеном, поэтому всегда возникала задача их эффективного использования, т. е. построение систем, использующих одну линию связи для передачи сообщений от нескольких источников, и их прием с заданными качеством и достоверностью. Такие системы передачи информации называются многоканальными. В этих системах сигналы, поступающие от различных источников информации (сообщений), должны обладать определенными признаками, позволяющими разделить сообщения на приемном пункте для разных получателей. Для этого на передающей стороне необходимо предусматривать устройства формирования канальных сигналов, а на приемной – устройства их разделения с необходимым качеством. Способ организации многоканальных систем электросвязи по одной линии связи называется уплотнением, которое подразделяется на частотное, временное, частотно-временное (для радиоканалов) и ортоганально-частотное (для широкополосных радиоканалов) и спектральное (для оптического волокна).

На основе частотного уплотнения каналов реализуются аналоговые системы передачи информации (СПИ), а на основе временного, ортоганально-частотного и спектрального – современные цифровые СПИ. Под цифровыми СПИ понимаются системы с представлением в них с помощью электрических сигналов логических единицы и нуля.