Раздел 1. Основы построения телекоммуникационных систем и сетей

Лекция 2. Основы построения телекоммуникационных систем и сетей. Информация, сообщения, сигналы.

2.1 Информация, сообщение, сигнал

Электромагнитные колебания, несущие информацию, могут распространяться:

- по проводным каналам (воздушные и кабельные линии, световоды, волноводы),

- по радиолиниям.

Информацией (от лат. informatio — осведомление, разъяснение, изложение) называют любые сведения, являющиеся объектом передачи, распределения, преобразования, хранения и использования.

Сообщением называется форма представления информации. Это может быть текст, звуковое давление, яркость и цвет.

При использовании радиотехнических средств сообщение представляет собой электрический сигнал (ток или напряжение). Процесс переноса сообщения на несущее колебание называется модуляцией. Сообщение при этом называется радиосигналом. На приемном конце системы связи из радиосигнала снова получают сообщение. Этот процесс называется демодуляцией или детектированием.

2.2 Диапазон радиоволн и частот

Выбор длины волны несущего колебания определяется:

- типом передаваемой информации,

- типом модуляции,

- обеспечением устойчивой и надежной связи.

Выбор диапазона для каждой конкретной системы связи определяется следующими факторами:

- особенностью распространения электромагнитных волн данного диапазона,

- характером сообщения и помех,

- размерами антенны.

В таблице 1 приведены общепринятые обозначения диапазонов радиоволн, их частоты и длины волн.

Таблица 1

№	Диапазон		Условное обозначение диапазона частот	Наименование по длине волны
	частот	длин волн
1	3-30Гц	105-104км	КНЧ (ELF) - крайне низкие частоты	Декаметрические
2	30-300Гц	104-103км		Мегаметрические
3	300-3000Гц	103-102км	УНЧ (ULF) - ультра низкие частоты	Гектокилометровые
4	3-30кГц	100-10км	ОНЧ (VLF)- очень низкие частоты	Сверхдлинные
5	30-300кГц	10-1км	НЧ (LF) - низкие частоты	Длинные
6	300-3000кГц	1000-100м	СЧ (MF) - средние частоты	Средние
7	3-30МГц	100-10м	ВЧ (HF) - высокие частоты	Короткие
8	30-300МГц	10-1м	ОВЧ (VHF) - очень высокие частоты	Метровые
9	300-3000МГц	100-10см	УВЧ (UHF) - ультра высокие частоты	Дециметровые
10	3-30ГГц	10-1см	СВЧ (SHF) - сверх высокие частоты	Сантиметровые
11	30-300ГГц	10-1мм	КВЧ (EHF)- крайне высокие частоты	Миллиметровые
12	300-3000ГГц	1-0,1мм	ГВЧ - гипервысокие частоты
13	Оптические диапазоны волн.

Длиной волны называется расстояние, которое проходит волна за один временной период:

l =сT=с/f ,

где с- скорость света, Т - период, f - частота колебания. На первых этапах развития радиотехники связь осуществлялась с помощью волн сверхдлинного и длинного диапазонов. Они имеют два существенных недостатка:

- необходимость большой мощности передающего устройства из-за сильного поглощения волны при ее распространении над земной поверхностью;

- невозможность передавать сообщения, скорость изменения которых соизмерима со скоростью изменения несущего колебания.

В радиовещании широкое применение нашли средние волны. В этом диапазоне осуществляется наиболее устойчивый прием, однако трудно обеспечить большую дальность (меньшая дифракционная способность (дифра́кция во́лн (лат. diffractus — буквально разломанный, переломанный) — явление, которое можно рассматривать как отклонение от законов геометрической оптики при распространении волн) по сравнению с более длинными волнами). Поэтому в этом диапазоне работает преимущественно местное радиовещание в зоне с радиусом в несколько сотен километров.

Диапазон коротких волн позволяет обеспечить большую дальность действия при относительно малой мощности передатчика и направленном излучении антенны. Основным недостатком этого диапазона являются так называемые замирания - колебания уровня принимаемого сигнала, что приводит к искажению принятого сообщения. Короткие волны успешно применяют в радиовещании, радиотелеграфии на магистральных линиях связи, в морской и авиационной радионавигации.

Освоение диапазонов 8-11 (метровые-сантиметровые) позволило развить такие области как телевидение и космическая связь. Благодаря распространению волн только в пределах прямой видимости и отсутствию поверхностной волны практически полностью исключены явления интерференции волн и, следовательно, искажения сообщений. Из-за высокой несущей частоты в этих диапазонах можно разместить большое число несущих, т.е. передавать большое число различных сообщений независимо друг от друга. Достоинством высокочастотных диапазонов является возможность построения миниатюрных антенн (соизмеримых с длиной волны).