Что является основной характеристикой каналов передачи информации

Тема: «Передача информации. Локальные сети.». Основной характеристикой каналов передачи информации является их пропускная способность (скорость передачи. — презентация

Презентация на тему: » Тема: «Передача информации. Локальные сети.». Основной характеристикой каналов передачи информации является их пропускная способность (скорость передачи.» — Транскрипт:

1 Тема: «Передача информации. Локальные сети.»

3 Основной характеристикой каналов передачи информации является их пропускная способность (скорость передачи информации). Пропускная способность канала равна количеству информации, которое может передаваться по нему в единицу времени. Пропускная способность измеряется в бит/с, байт/c, Кбит/c, Кбайт/c, и т.д.

4 Компьютерная сеть – это система компьютеров, связанная каналами передачи информации.

5 Классификация компьютерных каналов связи: По способу кодирования: цифровые, аналоговые По способу коммуникации: выделенные (постоянное соединение), коммутируемые (временное соединение) По способу передачи сигнала: проводные (электрические кабели), оптические (световоды), радиоканалы.

6 Основные характеристики каналов связи: Скорость передачи данных – максимально возможный объем передаваемой информации за 1 секунду Надёжность Стоимость Резервы развития.

7 Организация и структура компьютерных сетей Виды сетей Локальные (внутри одного учреждения) Региональные (внутри города, страны, континента) Глобальные (между ПК всего мира) Компьютерная сеть — совокупность компьютеров, соединённых между собой специальной аппаратурой, обеспечивающей обмен информацией между ПК данной группы.

8 Локальные сети- это сети небольшие по масштабам, они работают в пределах одного помещения, здания, предприятия. Они объединяют относительно небольшое количество компьютеров (до 1000 штук).

9 Локальная сеть. Прямое соединение – соединение 2-х компьютеров между собой с помощью кабеля. Локальная сеть – это соединение 3-х и более ПК на небольшом расстоянии с помощью кабелей. Сервер – центральный компьютер, на котором установлено сетевое программное обеспечение. Остальные ПК называются рабочими станциями, клиентами или абонентами сети. Такая сеть называется клиент-сервер. Одноранговая сеть – сеть, в которой нет специального выделенного сервера. Администратор – человек, который отвечает за работу сети, её исправность, за права доступа пользователя.

10 Достоинства локальных сетей Высокая скорость передачи, большая пропускная способность; Высокая скорость передачи, большая пропускная способность; Ограниченное, точно определенное число компьютеров, подключаемых к сети;Ограниченное, точно определенное число компьютеров, подключаемых к сети; Имеет один или несколько взаимосвязанных центров управления. Имеет один или несколько взаимосвязанных центров управления.

11 Для соединения ПК между собой нужны: Сетевые платы для каждого ПК Соединительные кабели Сетевое программное обеспечение Назначение: Передача информации между ПК Совместный доступ к программам и данным Совместное использование оборудования

12 Топология локальных сетей – это физическое расположение компьютеров сети относительно друг друга и способ соединения их линиями.

13 Наиболее распространенные топологии сетей: СЕРВЕР ШИННАЯ Вариант соединения компьютеров между собой, когда кабель проходит от одного компьютера к другому, последовательно соединяя компьютеры и периферийные устройства между собой, называется линейной шиной.

14 Наиболее распространенные топологии сетей: КОЛЬЦЕВАЯ СЕРВЕР Если файл-сервер и рабочие станции соединены кабелем в кольцо, то реализуется локальная сеть типа «кольцо».

15 Наиболее распространенные топологии сетей: ЗВЕЗДА СЕРВЕР Если к каждому компьютеру подходит отдельный кабель из одного центрального узла, то реализируется локальная сеть типа «звезда».

16 Тополо- гия сети ДостоинстваНедостатки ШиннаяУпрощение логической и программной архитектуры сети; Простота расширения; Простота методов управления; Минимальный расход кабеля; Нет централизованного управления; Выход из строя 1 ПК не нарушит работу др. Кабель, соединяющий ПК один, значит «общаться» все ПК могут только «по очереди»; Затруднён поиск неисправностей кабеля, при его разрыве нарушается работа всей сети. ЗвездаНадёжность (выход из строя 1 станции или кабеля не повлияет на работу других). Требуется большое кол-во кабеля; Надёжность и производительность определяется центральным узлом. Кольце- вая Низкая стоимость; Высокая эффективность использования моноканала; Простота расширения; Простота методов управления. 1 ПК вышел из строя – вся сеть парализовалась; На каждой рабочей станции необходим буфер для промежуточного хранения информации, что замедляет передачу данных; Подключение новой станции требует отключения сети.

17 витая пара вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой, покрытых пластиковой оболочкой. скручивание проводов уменьшает влияние внешних электромагнитных полей на передаваемые сигналы. Используется в телекоммуникациях и в компьютерных сетях в качестве сетевого носителя во многих технологиях, В настоящее время, благодаря своей дешевизне и лёгкости в монтаже, является самым распространённым решением для локальных сетей.

18 коаксиальный кабель кабель, в котором внутренний провод для снижения радиопомех окружен вторым экранирующим проводом. способен передавать сигнал на расстояние до 180 м. Данный тип кабеля применяются для передачи радиочастотных сигналов на расстояние.

19 ОПТОВОЛОКОННЫЙ КАБЕЛЬ кабель состоит из двух волокон с отдельными коннекторами. Одно из них служит для передачи, а другое для приема. Жесткость волокон увеличена покрытием из пластика, а прочность волокнами из кевлара. Оптоволоконный кабель идеально подходит для создания сетевых магистралей, и в особенности для соединения между зданиями, так как он нечувствителен к влажности и другим внешним условиям.

20 q- пропускная способность канала (бит/с) t- время передачи (сек) Любой канал связи имеет ограниченную пропускную способность, это число ограничивается свойствами аппаратуры и самой линии (кабеля). Объём переданной информации I вычисляется по формуле:

21 Задача : 1)Через ADSL-соединение файл размером 2500 Кбайт передавался 40 секунд. Сколько секунд потребуется для передачи файла размером 2750 Кбайт. 2) Модем передаёт данные со скоростью 56 Кбит/сек. Передача текстового файла заняла 4,5 минут. Определите, сколько страниц содержал переданный текст, если известно, что он был представлен в кодировке Unicode, а на одной странице – 3072 символа. 3) Какое количество байтов будет передаваться за 1 секунду. По каналу с пропускной способностью 100 Мбит/с?

22 Решить задачи письменно в тетради : а) Скорость передачи данных через ADSL- соединение равна бит/с.Через данное соединение передают файл размером 625кбайт. Определите время передачи файла в секундах. б) Передача данных через ADSL- заняла 2 минуты. За это время был передан файл, размер которого 3750Кбайт. Определите минимальную скорость (бит/с), при которой такая передача возможна.

23 «История сети INTERNET»

24 ГЛОБАЛЬНАЯ КОМПЬЮТЕРНАЯ СЕТЬ INTERNET. Путь человечества к Интернету был долгим. Переход от пальцевого счета через деревянные дощечки и счеты к сложным механическим арифмометрам занял не одно тысячелетие. В конце XIX века, на свет явилось другое гениальное изобретение телефон. При этом каждая телефонная станция имела собственную систему сигналов. Поэтому абоненты, подключенные к разным станциям, находясь даже внутри одного города, не могли позвонить друг другу. И только после того, как телефонные компании договорились между собой о едином стандарте передачи сигналов, телефонная связь соединила город с городом, страну со страной Интернет, прежде чем стать глобальной сетью, прошел почти точно такой же путь. Сначала появились локальные сети.

25 Внутри них существовала возможность пересылки по кабелю информации от компьютера к компьютеру, но только внутри одной сети. И хотя число локальных сетей непрерывно росло, соединить их друг с другом даже в пределах одного города казалось делом нереальным. Основная причина заключалась в различии стандартов, которые в вычислительной технике называют протоколами. И только когда появился единый протокол, так называемый протокол передачи файлов в Интернете (TCP/IP, Transmission Control Protocol/Internet Protocol), все локальные и региональные сети, состоящие из разнородных компьютеров, стало возможным объединить в единую сеть. Это и было рождением Интернета.

26 Хронология Всемирной паутины 1958 год. В США при Министерстве обороны создано Агентство Передовых Исследовательских Проектов (ARPA). ARPA, в частности, занимается исследованиями в области обеспечения безопасности связи и коммуникаций в ходе обмена ядерными ударами год. Студент Массачусетского Технологического Института (Massachusetts Institute of Technology) Леонард Клейнрок описывает технологию, способную разбивать файлы на куски и передавать их различными путями через сеть год. Руководитель компьютерной лаборатории ARPA Джон Ликлидер предлагает первую детально разработанную концепцию компьютерной сети. В Вашингтоне показывают мост, переходя через который, Ликлидер, якобы, сделал это открытие год. Ларри Роберте, практик, воплощающий в жизнь теоретические идеи Ликлидера, предлагает связать между собой компьютеры ARPA. Начинается работа над созданием ARPANET.

27 1969 год. ARPANET заработал. К нему подключаются компьютеры ведущих, в том числе и невоенных, лабораторий и исследовательских центров США. Профессор Клейнрок проводил эксперимент в области новых средств ком муникации, названный им ARPANET. Из Лос-Анджелеса он передал сообщение своему коллеге в университет Сан-Франциско. Сообщение слово «LOG» (подключиться) профессор разбил на три этапа по одной букве в каждом. «Мы передали одну букву и спросили, прошла ли она. Когда получили положительный ответ, отправили вторую с тем же вопросом, вспоминает г-н Клейнрок в интервью ВВС. Выяснили, что прошло и это сообщение, передали третью букву, но внезапно наш компьютер завис и связь прервалась». Хотя первое полноценное сообщение по электронной почте при помощи модема было передано в 1972 году, а Всемирная паутина стала действительно глобальной сетью лишь в 1990 году, именно 20 октября 1969 года считается первым днем существования Интернета. Сразу после знаменательного эксперимента все последующие исследования Клейнрока стали финансироваться в рамках специальной правительственной программы США и считались одним из самых перспективных направлений в создании оборонной информационной системы. Подобные работы стали вестись в США после того, как в том же 1969 году Советский Союз запустил новейший спутник-шпион.

28 1971 год. Рэй Томлисон, программист из компьютерной фирмы Bolt Beranek and Newman, разрабатывает систему электронной почты и предлагает использовать («собака»), 1974 год. Открыта первая коммерческая версия ARPANET сеть Telnet год. Роберт Меткалф, сотрудник исследовательской лаборатории компании Xerox, создает Ethernet первую локальную компьютерную сеть.Королева Великобритании посылает первое послание по электронной почте год. Число хостов достигло ста год. Придуманы «смайлики» изображения повернутой набок физиономии, для придания посланиям эмоциональной окраски. Например, так::-) 1982 год. Рождение современного Интернета. ARPA создала единый сетевой язык протокол TCP/IP год. Число хостов превысило тысячу год. Национальный Фонд Науки США создал NSFNET, связавшую центры с суперкомпьютерами. Эта сеть доступна лишь для зарегистрированных пользователей, которыми, в основном, являются университеты год. Заработал первый чат год. Число хостов превысило 1O тыс.

29 1991 год. Европейская физическая лаборатория CERN создала известный всем протокол WWW World Wide Web. Эта разработка была выполнена, прежде всего, для обмена информацией среди физиков. Появляются первые компьютерные вирусы, распространяемые через Интернет год. Создан первый интернет-браузер Mosaic Марком Андреесеном в Университете штата Иллинойс. Число интернет-хостов превысило 2 млн. В Сети действует 600 сайтов год. Началось соревнование между браузером Netscape, созданным под руководством Марка Андреесена, и Internet Explorer, разработанным компа нией Microsoft. В мире уже существует 12,8 млн хостов и 500 тыс. сайтов год. Один из классических образцов маразматической борьбы за секретность Интернета. После Интернет-конференции, проходившей в Ливии, ливийская таможня изъяла у ряда участников этого слета дискеты. Она объяснила это тем, что интернетчики, используя дискеты, могли вывезти из страны ценную информацию год. Впервые предпринята попытка цензуры Интернета. Отдельно запрещаются сайты, популярные среди сексуальных меньшинств.

30 2002 год. Сеть Интернет связывает 689 млн. человек и 172 млн. хостов. Разрабатываются новые технологии Интернета, которые должны заменить «старый Интернет», расширить его функции или создать национальные компьютерные сети. Как пишет Washington ProFile, 80% взрослых американцев, пользующихся Интернетом (110 млн человек примерно 53% всего взрослого населения США) ищут в Сети информацию о здоровье и медицине. Эти данные опубликовала исследовательская фирма Harris Interactive. 18% из числа пользователей, озабоченных состоянием своего здоровья, постоянно разыскивают в Интернете подобную информацию, 35% делают это часто. Любителями подобной информации являются отнюдь не пожилые люди, которые традиционно озабочены темой сохранения здоровья и долго летия. 82% энтузиастов здорового образа жизни находятся в возрасте 1829 лет, 84% из них имеют высшее образование, а 77% уровень дохода, в 2,5 раза превышающий средний по стране.

31 Основные понятия: 1.Сервер 1.Сервер – главный компьютер, место, на котором записывается информация. 2.WEB-страница (сайт) 2.WEB-страница (сайт) – документ, содержащий текст, графику, анимацию, другие мультимедийные объекты и гипертекстовые ссылки. 3.Гиперссылка 3.Гиперссылка –элемент WEB-страницы, выделенный цветом и подчеркиванием. Используется для быстрого перехода к другому документу WWW. 4.World Wide Web 4.World Wide Web (WWW) – абстрактное информационное пространство, охватывающее весь мир. 5.Брандмауэр 5.Брандмауэр – компьютер или программа, ограничивающие доступ к компьютерной сети извне. 6.Браузер 6.Браузер – средство для просмотра WEB-страниц. 7.Модем 7.Модем – устройство для передачи цифровой информации между компьютерами посредством аналоговой телефонной линии. 8.Провайдер 8.Провайдер – фирма, поставщик услуг ИНТЕРНЕТ. 9.HTML 9.HTML – язык разметки, используемый при подготовке WEB-страниц. 10.Электронный адрес 10.Электронный адрес – адрес для приёма сообщений по электронной почте. 11.Домен 11.Домен – часть электронного адреса или адреса ИНТЕРНЕТ, относящаяся к организации-владельцу домена. Любой провайдер имеет свой домен, в котором клиенты получают личные адреса электронной почты.

32 «Глобальная компьютерная сеть INTERNET»

33 Интернет – сеть сетей. Интернет – это глобальная компьютерная сеть, объединяющая многие локальные, региональные и корпоративные сети и включающая сотни миллионов компьютеров.

34 Структура глобальной сети Интернет

35 Подключение к Интернету

36 Способы подключения к сети. Способы подключения к сети. Удалённый доступ по коммутируемой телефонной линии Дешевле, но скорость обмена информацией низкая, низкое качество связи, для подключения нужен модем Прямой доступ по выделенному каналу Дороже, но эффективнее, в качестве каналов связи используются коаксильные, оптические линии, спутниковая связь.

37 Наиболее доступным средством связи в Internet является телефонная сеть. Модем (сокращение от слов модулятор/демодулятор) устройство для обмена информацией между компьютерами через аналоговые каналы связи (телефонные станции и сети). Модуляция перевод цифровых двоичных сигналов, используемых в компьютере, в аналоговые, используемые в телефонных сетях. Демодуляция перевод аналоговых сигналов в цифровые.

38 Протокол Протокол – это правила передачи информации в сети. Файл, который требуется передать по сети, разбивается на несколько частей – пакетов. Каждый пакет передаётся независимо от остальных. На конечном пункте в компьютере все пакеты собираются в один файл. Если какого-либо пакета не хватает, компьютер посылает запрос на компьютер- отправитель и сообщает какой пакет отсутствует. Нужный пакет заново посылается адресату. Все правила кодирования и пересылки файлов записываются в сетевом протоколе. Типы протоколов Базовый (ТСР/IP) – Отвечает за физическую пересылку базовых сообщений TCP- транспортный протокол (управляет передачей данных) IP – протокол маршрутизации (доставляет информацию по назначению) Прикладные, отвечающие за работу спецслужб Internet(http, ftp)

39 TCP/IP (TCP-транспортный протокол, разбивающий пересылаемую информацию на IP-пакеты и обеспечивающий сборку этих пакетов в одно целое при получении информации. IP-протокол маршрутизации, обеспечивает передачу информации от «отправителя» к получателю, определяя через какие ближайшие серверы будет передана информация. UDP – протокол без подтверждения доставки информации. SMTP – протокол отправки сообщений по электронной почте. POP – протокол для получения информации по электронной почте. IMAP – протокол для отправки почты с расширенными функциями и т.д.

40 Адресация в Интернете Каждый компьютер, подключенный к Интернету, имеет свой уникальный 32- битный (в двоичной системе) IP-адрес. Адрес читается справа налево. Пример: Адрес сети Адрес подсети Арес ПК

41 доменное имя IP-адрес трудно запомнить, поэтому у каждого ПК есть доменное имя (читается слева направо). Пример: wert.math.msu.ru, где домен верхнего уровня ru означает, что ПК находится в России; домен 2 уровня msu – Московский университет; домен 3 уровня math – кафедра математики; домен 4 уровня wert – компьютер с этим доменным именем.

42 Некоторые имена доменов верхнего уровня

43 «Услуги компьютерных сетей»

44 Услуги компьютерных сетей информационные ресурсы Интернет предоставляет людям огромные информационные ресурсы по различным областям знания, жизни человека и общества. Тексты, базы данных, графические изображения, музыкальные и видеофрагменты, которые хранятся на серверах Интернет, могут удовлетворить интересы и потребности большинства пользователей сети, а ведь объем информации в ИНТЕРНЕТ растет с каждым часом!

45 Но кроме информационных ресурсов Интернет обладает огромными возможностями по организации связи и общения между людьми. Кроме электронной почты сейчас существует возможность голосового общения по Интернет – Интернет- телефон. Более того, технология Интернет обогнала обычные телекоммуникационные технологии и предоставила реальную возможность осуществления видеотелефонной связи. При помощи цифровых видеокамер можно организовать видеоконференции – общение с одним или несколькими пользователями сети. Во время видеоконференции вы видите собеседника на экране своего монитора. Это очень удобный способ общения, но он требует определенных условий – высокоскоростных линий связи и цифровых видеокамер у всех собеседников. Если пользователи сети не имеют таких условий, то они могут организовать общение или обсуждение проблем при помощи телеконференций.

46 В современную телевизионную эпоху термин «телеконференция» сразу ассоциируется с телевидением, но на самом деле телеконференции ничего общего с телевидением не имеют. Телеконференция Телеконференция – это способ организации общения в Интернете при помощи текстовых сообщений. Телеконференция базируется на системе электронной почты. Чтобы организовать телеконференцию, необходимо иметь Интернет-сервер и почтовый ящик. На сервере публикуется тема телеконференции. Все желающие обсудить тему пересылают свои отзывы по электронной почте. Письма автоматически помещаются на сервер. Так постепенно на сервере появляются тексты с обсуждением темы. Дискуссию по теме может просмотреть любой посетитель сервера. Если тема его заинтересует, он может принять участие в телеконференции. доски объявлений. Кроме телеконференций существуют доски объявлений. Доска объявлений отличается от телеконференции только тем, что нет конкретной темы сообщений, и каждый, кто хочет сделать сообщение, пересылает его по электронной почте.

47 Всемирная паутина Интернет

48 Технология всемирной паутины Всемирная паутина – это сотни миллионов Web-серверов Интернета, содержащих сотни миллиардов Web- страниц, в которых используется технология гипертекста. Web-серверы – это серверы Интернета, хранящие Web-страницы. Web-страницы – это документы, содержащие гиперссылки.

49 Технология всемирной паутины Интернет Исходная Web-страница Указатель ссылки Web-страница, на которую производится переход

51 Указатели ссылок на Web-страницах могут быть: фрагменты текста и графические изображения Web-страницы Мультимедийная: Может содержать различные мультимедийные объекты: Звук, видео, анимации и др. Интерактивная: Может содержать формы с полями, которые используются при регистрации пользователей бесплатной электронной почты, При покупки в Интернет-магазинах и т.д.

52 Web-сайт – целостная система документов, связанных между собой в единое целое с помощью ссылок. Адрес Web-страницы включает в себя способ доступа к документу и имя сервера Интернета, на котором находится документ. В качестве способа доступа используется протокол передачи гипертекста HTTP. Адрес Web-страницы

53 Браузеры Браузеры – это специальные программы просмотра Web-страниц. Окно браузера содержит стандартные элементы окна приложения: Меню окна, содержащее наборы команд Файл, Правка, Вид, Избранное, Сервис и Справка. Панель инструментов, кнопки которой позволяют переходить с одной Web-страницы на другую и управлять процессом и загрузки.

54 Преимущества электронной почты перед обычной: Высокая скорость пересылки сообщений; Электронная почта может содержать не только текстовые сообщения, но и вложенные файлы (программы, графику, звук и т.д.) Электронная почта позволяет посылать сообщения сразу нескольким абонентам, пересылать письма на другие адреса.

55 Адрес электронной почты: первая часть почтового адреса (username) – имеет произвольный характер и задаётся самим пользователем при регистрации почтового ящика вторая часть почтового адреса (server. ru) – является именем почтового сервера Интернета, на котором пользователь зарегистрировал свой почтовый ящик

56 Адрес электронной почты записывается по определённой форме и состоит из двух частей, разделённых

57 Адрес электронной почты записывается только латинскими буквами и не должен содержать пробелов

58 Функционирование электронной почты: Отправитель Получатель Интернет

59 Для работы с электронной почтой существует программа Outlook Express Outlook

Что является основной характеристикой каналов передачи информации

Обмен информацией производится по каналам передачи информации. Каналы передачи информации могут использовать различные физические принципы. Так, при непосредственном общении людей информация передается с помощью звуковых волн, а при разговоре по телефону — с помощью электрических сигналов, которые распространяются по линиям связи. Компьютеры могут обмениваться информацией с использованием каналов связи различной физической природы: кабельных, оптоволоконных, радиоканалов и др.

Общая схема передачи информации включает в себя отправителя информации, канал передачи информации и получателя информации (рис. 4.1). Если производится двусторонний обмен информацией, то отправитель и получатель информации могут меняться ролями.

Рис. 4.1. Канал обмена информацией

Основной характеристикой каналов передачи информации является их пропускная способность (скорость передачи информации). Пропускная способность канала равна количеству информации, которое может передаваться по нему в единицу времени.

Обычно пропускная способность измеряется в битах в секунду (бит/с) и кратных единицах Кбит/с и Мбит/с. Однако иногда в качестве единицы измерения используется байт в секунду (байт/с) и кратные ему единицы Кбайт/с и Мбайт/с.

Соотношения между единицами пропускной способности канала передачи информации такие же, как между единицами измерения количества информации:

1 байт/с = 2 3 бит/с = 8 бит/с;
1 Кбит/с = 2 10 бит/с = 1024 бит/с;
1 Мбит/с = 2 10 Кбит/с = 1024 Кбит/с;
1 Гбит/с = 2 10 Мбит/с = 1024 Мбит/с.

4.1. Какое количество байтов будет передаваться за одну секунду по каналу с пропускной способностью 100 Мбит/с?

Передача информации по каналам связи. Основные характеристики каналов связи. Линии связи и каналы передачи данных

На сегодняшний день информация так быстро распространяется, что не всегда хватает времени ее осмыслить. Большинство людей редко задумываются о том, как и с помощью каких средств она передается, а уж тем более не представляют себе схему передачи информации.

Основные понятия

Передачей информации принято считать физический процесс перемещения данных (знаков и символов) в пространстве. С точки зрения передачи данных — это спланированное заранее, технически оснащенное мероприятие по перемещению информационных единиц за установленное время от так называемого источника к приемнику посредством информационного канала, или канала передачи данных.

Канал передачи данных — совокупность средств или среда распространения данных. Другими словами, это та часть схемы передачи информации, которая обеспечивает движение информации от источника к получателю, а при определенных условиях и обратно.

Классификаций каналов передачи данных много. Если выделить основные из них, то можно перечислить следующие: радиоканалы, оптические, акустические или беспроводные, проводные.

Технические каналы передачи информации

Непосредственно к техническим каналам передачи данных относятся радиоканалы, оптоволоконные каналы и кабельные. Кабель может быть коаксиальный или на основе витых пар. Первые представляют собой электрический кабель с медным проводом внутри, а вторые — витые пары медных проводов, изолированные попарно, находящиеся в диэлектрической оболочке. Эти кабели довольно гибкие и удобные в использовании. Оптоволокно состоит из оптоволоконных нитей, передающих световые сигналы посредством отражения.

Основными характеристиками являются пропускная способность и помехоустойчивость. Под пропускной способностью принято понимать тот объем информации, который можно передать по каналу за определенное время. А помехоустойчивостью называют параметр устойчивости канала к воздействию внешних помех (шумов).

Общее представление о передаче данных

Если не конкретизировать область применения, общая схема передачи информации выглядит несложно, включает в себя три компонента: «источник», «приемник» и «канал передачи».

Схема Шеннона

Клод Шеннон, американский математик и инженер, стоял у истоков теории информации. Им была предложена схема передачи информации по техническим каналам связи.

Понять эту схему несложно. Особенно если представить её элементы в виде знакомых предметов и явлений. Например, источник информации — человек, говорящий по телефону. Телефонная трубка будет являться кодирующим устройством, которое преобразует речь или звуковые волны в электрические сигналы. Каналом передачи данных в этом случае является узлы связи, в общем, вся телефонная сеть, ведущая от одного телефонного аппарата к другому. Декодирующим устройством выступает трубка абонента. Она преобразует электрический сигнал обратно в звук, то есть в речь.

В этой схеме процесса передачи информации данные представлены в виде непрерывного электрического сигнала. Такая связь называется аналоговой.

Понятие кодирования

Кодированием принято считать преобразование информации, посылаемой источником, в форму, пригодную для передачи по используемому каналу связи. Самый понятный пример кодирования — это азбука Морзе. В ней информация преобразуется в последовательность точек и тире, то есть коротких и длинных сигналов. Принимающая сторона должна декодировать эту последовательность.

В современных технологиях используется цифровая связь. В ней информация преобразуются (кодируется) в двоичные данные, то есть 0 и 1. Существует даже бинарный алфавит. Такая связь называется дискретной.

Помехи в информационных каналах

В схеме передачи данных также присутствует шум. Понятие «шум» в данном случае означает помехи, из-за которых происходит искажение сигнала и, как следствие, его потеря. Причины помех могут быть различные. Например, информационные каналы могут быть плохо защищены друг от друга. Для предотвращения помех применяют различные технические способы защиты, фильтры, экранирование и т. д.

К. Шенноном была разработана и предложена к использованию теория кодирование для борьбы с шумом. Идея заключается в том, что раз под воздействием шума происходит потеря информации, значит, передаваемые данные должны быть избыточны, но в то же время не настолько, чтобы снизить скорость передачи.

В цифровых каналах связи информация делится на части — пакеты, для каждого из которых вычисляется контрольная сумма. Эта сумма передается вместе с каждым пакетом. Приемник информации заново вычисляет эту сумму и принимает пакет, только если она совпадает с первоначальной. В противном случае пакет отправляется снова. И так до тех пор, пока отправленная и полученная контрольные суммы не совпадут.

Каналом связи называется совокупность технических средств и физической среды, способной к передаче посылаемых сигналов, которая обеспечивает передачу сообщений от источника информации к получателю.

Каналы принято делить на непрерывные и дискретные.

В наиболее общем случае всякий дискретный канал включает в себя непрерывный как составную часть. Если влиянием мешающих факторов на передачу сообщений в канале можно пренебречь, то такой идеализированный канал называется каналом без помех . В таком канале каждому сообщению на входе однозначно соответствовало определенное сообщение на выходе и наоборот. Если влиянием помех в канале пренебречь нельзя, то при анализе особенностей передаваемых сообщений по такому каналу используются модели характеризующие работу канала при наличии помех.

Под моделью канала понимается математическое описание канала, позволяющие рассчитать или оценить его характеристики, на основании которых исследуются способы построения систем связи без проведения экспериментальных исследований.

Канал в котором вероятности отождествления первого сигнала со вторым и второго с первым одинаковы называется симметричным .

Канал, алфавит сигналов на входе которого отличается от алфавита сигналов на его выходе называется каналом со стиранием.

Канал передачи сообщения от источника к получателю, дополненный обратным каналом, служит для повышения достоверности передачи называется каналом с обратной связью.

Канал связи считается заданным, если известны данные по сообщению на его входе, а также ограничения которые накладываются на входные сообщения физическими характеристиками каналов.

Для характеристики каналов связи используют два понятия скорости передач:

1 – техническая скорость передачи, которая характеризуется числом элементарных сигналов, передаваемых по каналу связи в единицу времени, она зависти от свойств линий связи и от быстродействия аппаратуры канала:

2 – информационная скорость, которая определяется средним количеством информации, передающимся по каналу связи в единицу времени:

Пропускной способностью канала называется максимальная скорость передачи информации по этому каналу, достигаемая при самых совершенных способах передачи и приема.

Согласование физических характеристик канала связи и сигнала

Каждый конкретный канал связи обладает физическими параметрами, определяющими возможности передачи по этому каналу тех или иных сигналов. Независимо от конкретного типа и назначения каждый канал может быть охарактеризован тремя основными параметрами:

Т К – время доступа канала [с];

F K – полоса пропускания каналов [Гц];

Н К – допустимое превышение сигнала над помехами в канале.

На основании этих характеристик используется интегральная характеристика – объем канала.

Рассмотрим следующие случаи:

а)

Чтобы оценить возможность передачи данного сигнала по конкретному каналу нужно соотнести характеристики канала с соответствующими характеристиками сигнала:

T C – длительность сигнала [с];

F C – полоса частот (ширина спектра) сигнала [Гц];

H C – уровень превышения сигнала над помехой.

Тогда можем ввести понятие объема сигнала .

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Канал связи — система технических средств и среда распространения сигналов для передачи сообщений (не только данных) от источника к получателю (и наоборот). Канал связи, понимаемый в узком смысле (тракт связи), представляет только физическую среду распространения сигналов, например, физическую линию связи.

Вопрос №3 «Каналы связи. Классификация каналов связи. Параметры каналов связи. Условие передачи сигнала по каналу связи».

Канал связи

Канал связи система технических средств и среда распространения сигналов для передачи сообщений (не только данных) от источника к получателю (и наоборот). Канал связи, понимаемый в узком смысле ( тракт связи ), представляет только физическую среду распространения сигналов, например, физическую линию связи.

Канал связи предназначен для передачи сигналов между удаленными устройствами. Сигналы несут информацию, предназначенную для представления пользователю (человеку), либо для использования прикладными программами ЭВМ.

Канал связи включает следующие компоненты:

передающее устройство;
приемное устройство;
среду передачи различной физической природы (Рис.1) .

Формируемый передатчиком сигнал, несущий информацию, после прохождения через среду передачи поступает на вход приемного устройства. Далее информация выделяется из сигнала и передается потребителю. Физическая природа сигнала выбирается таким образом, чтобы он мог распространяться через среду передачи с минимальным ослаблением и искажениями. Сигнал необходим в качестве переносчика информации, сам он информации не несет.

Рис.1. Канала связи (вариант №1)

Рис.2 Канал связи (вариант №2)

Классификация

Классификаций будет приведено ровно три типа. Выбирайте на вкус и цвет:

Существует множество видов каналов связи, среди которых наиболее часто выделяют каналы проводной связи ( воздушные, кабельные, световодные и др.) и каналы радиосвязи ( тропосферные, спутниковые и др.). Такие каналы в свою очередь принято квалифицировать на основе характеристик входного и выходного сигналов, а также по изменению характеристик сигналов в зависимости от таких явлений, происходящих в канале, как замирания и затухание сигналов.

По типу среды распространения каналы связи делятся на:

проводные;
акустические;
оптические;
инфракрасные;
радиоканалы.

Каналы связи также классифицируют на:

непрерывные (на входе и выходе канала непрерывные сигналы),
дискретные или цифровые (на входе и выходе канала дискретные сигналы),
непрерывно-дискретные (на входе каналанепрерывные сигналы, а на выходедискретные сигналы),
дискретно-непрерывные (на входе каналадискретные сигналы, а на выходенепрерывные сигналы).

Каналы могут быть как линейными и нелинейными , временными и пространственно-временными .

Возможна классификация каналов связи по диапазону частот .

Системы передачи информации бывают одноканальные и многоканальные . Тип системы определяется каналом связи. Если система связи построена на однотипных каналах связи, то ее название определяется типовым названием каналов. В противном случае используется детализация классификационных признаков.

Классификация №2 (более подробная) :

Классификация по диапазону используемых частот

Километровые (ДВ) 1-10 км, 30-300 кГц;
Гектометровые (СВ) 100-1000 м, 300-3000 кГц;
Декаметровые (КВ) 10-100 м, 3-30 МГц;
Метровые (МВ) 1-10 м, 30-300 МГц;
Дециметровые (ДМВ) 10-100 см, 300-3000 МГц;
Сантиметровые (СМВ) 1-10 см, 3-30 ГГц;
Миллиметровые (ММВ) 1-10 мм, 30-300 ГГц;
Децимилимитровые (ДММВ) 0,1-1 мм, 300-3000 ГГц.
1. По направленности линий связи
  - направленные ( используются различные проводники):
  - ненаправленные (радиолинии);
  1. По виду передаваемых сообщений:
  1. По виду сигналов:
  1. По виду модуляции (манипуляции)
    - В аналоговых системах связи :
  1. По значению базы радиосигнала
  7. По количеству одновременно передаваемых сообщений
  - одноканальные;
  - многоканальные (частотное, временное, кодовое разделение каналов);
  8. По направлению обмена сообщений
  - односторонние;
  - двусторонние.
    9. По порядку обмена сообщения
  - симплексная связь двусторонняя радиосвязь, при которой передача и прием каждой радиостанции осуществляется поочередно;
  - дуплексная связь передача и прием осуществляется одновременно (наиболее оперативная);
  - полудуплексная связь относится к симплексной, в которой предусматривается автоматический переход с передачи на прием и возможность переспроса корреспондента.
  10. По способам защиты передаваемой информации
  - открытая связь;
  - закрытая связь (засекреченная).
  11. По степени автоматизации обмена информацией
  - неавтоматизированные управление радиостанцией и обмен сообщениями выполняется оператором;
  - автоматизированные вручную осуществляется только ввод информации;
  - автоматические процесс обмена сообщениями выполняется между автоматическим устройством и ЭВМ без участия оператора.
  Классификация №3 (что-то может повторяться):
  
  1. По назначению
  
  2. По направлению передачи
  
  — симплексные (передача только в одном направлении)
  
  — полудуплексные (передача поочередно в обоих направлениях)
  
  — дуплексные (передача одновременно в обоих направлениях)
  
  3. По характеру линии связи
  
  4. По характеру сигналов на входе и выходе канала связи
  
  — дискретные по времени
  
  — дискретные по уровню сигнала
  
  — цифровые (дискретные и по времени и по уровню)
  
  5. По числу каналов на одну линию связи
  
  И еще рисунок сюда:
  
  Рис.3. Классификация линий связи.
  
  Характеристики (параметры) каналов связи
  1. Передаточная функция канала : представляется в виде амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) и показывает, как затухает амплитуда синусоиды на выходе канала связи по сравнению с амплитудой на ее входе для всех возможных частот передаваемого сигнала. Нормированная амплитудно-частотная характеристика канала показана на рис.4. Знание амплитудно-частотной характеристики реального канала позволяет определить форму выходного сигнала практически для любого входного сигнала. Для этого необходимо найти спектр входного сигнала, преобразовать амплитуду составляющих его гармоник в соответствии с амплитудно-частотной характеристикой, а затем найти форму выходного сигнала, сложив преобразованные гармоники. Для экспериментальной проверки амплитудно-частотной характеристики нужно провести тестирование канала эталонными (равными по амплитуде) синусоидами по всему диапазону частот от нуля до некоторого максимального значения, которое может встретиться во входных сигналах. Причем менять частоту входных синусоид нужно с небольшим шагом, а значит количество экспериментов должно быть большим.
  - отношение спектра выходного сигнала к входному
  полоса пропускания
  
  Рис.4 Нормированная амплитудно-частотная характеристика канала
  1. Полоса пропускания : является производной характеристикой от АЧХ. Она представляет собой непрерывный диапазон частот, для которых отношение амплитуды выходного сигнала к входному превышает некоторый заранее заданный предел, то есть полоса пропускания определяет диапазон частот сигнала, при которых этот сигнал передается по каналу связи без значительных искажений. Обычно полоса пропускания отсчитывается на уровне 0,7 от максимального значения АЧХ. Ширина полосы пропускания в наибольшей степени влияет на максимально возможную скорость передачи информации по каналу связи.
  2. Затухание : определяется как относительное уменьшение амплитуды или мощности сигнала при передаче по каналу сигнала определенной частоты. Часто при эксплуатации канала заранее известна основная частота передаваемого сигнала, то есть та частота, гармоника которой имеет наибольшую амплитуду и мощность. Поэтому достаточно знать затухание на этой частоте, чтобы приблизительно оценить искажения передаваемых по каналу сигналов. Более точные оценки возможны при знании затухания на нескольких частотах, соответствующих нескольким основным гармоникам передаваемого сигнала.
  Затухание обычно измеряется в децибелах (дБ) и вычисляется по следующей формуле: , где
  
  мощность сигнала на выходе канала,
  
  мощность сигнала на входе канала.
  
  Затухание всегда рассчитывается для определенной частоты и соотносится с длиной канала. На практике всегда пользуются понятием «погонное затухание», т.е. затухание сигнала на единицу длины канала, например, затухание 0.1 дБ/метр.
  1. Скорость передачи : характеризует количество бит, передаваемых по каналу в единицу времени. Она измеряется в битах в секунду бит/с , а также производных единицах: Кбит/c, Мбит/c, Гбит/с . Скорость передачи зависит от ширины полосы пропускания канала, уровня шумов, вида кодирования и модуляции.
  2. Помехоустойчивость канала : характеризует его способность обеспечивать передачу сигналов в условиях помех. Помехи принято делить на внутренние (представляет собой тепловые шумы аппаратуры ) и внешние (они многообразны и зависят от среды передачи ). Помехоустойчивость канала зависит от аппаратных и алгоритмических решений по обработке принятого сигнала, которые заложены в приемо-передающее устройство. Помехоустойчивость передачи сигналов через канал может быть повышена за счет кодирования и специальной обработки сигнала.
  3. Динамический диапазон : логарифм отношения максимальной мощности сигналов, пропускаемых каналом, к минимальной.
  4. Помехозащищенность: это помехозащищенность, т. е. помехозащищенность.
  Условие передачи сигналов по каналам связи.
  
  Канал, по сути, это фильтр. Чтобы сигнал прошел через него без искажений, объем этого канала должен быть больше сигнала или равен ему (см. рис).
  
  Математически условие можно записать так: , где
  
  В приведенных формулах
  
  полоса пропускания канала, или полоса частот, которую канал может пропустить при нормированном затухании сигнала;
  
  динамический диапазон, равный отношению максимально допустимого уровня сигнала в канале к уровню помех, нормированных для этого типов каналов;
  
  время, в течение которого канал используется для передачи данных;
  
  ширину спектра частот сигнала, т. е. интервал по шкале частотного спектра, занимаемый сигналом;
  
  динамический диапазон, равный отношению средней мощности сигнала к средней мощности помехи в канале;
  
  длительность сигнала, или время его существования.
  
  Другая форма записи условия (развернутая):
  
  P . S .: Параметр «Объем канала» в некоторых источниках так же указывается, как один из параметров канала связи, но не везде. Математическая формула приведена выше в (1).
  
  Литература
  
  А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать
  
  Передача информации происходит от источника к получателю (приемнику) информации. Источником информации может быть все, что угодно: любой объект или явление живой или неживой природы. Процесс передачи информации протекает в некоторой материальной среде, разделяющей источника и получателя информации, которая называется каналом передачи информации. Информация передается через канал в форме некоторой последовательности сигналов, символов, знаков, которые называются сообщением . Получатель информации — это объект, принимающий сообщение, в результате чего происходят определенные изменения его состояния. Все сказанное выше схематически изображено на рисунке.
  
  Человек получает информацию от всего, что его окружает, посредством органов чувств: слуха, зрения, обоняния, осязания, вкуса. Наибольший объем информации человек получает через слух и зрение. На слух воспринимаются звуковые сообщения — акустические сигналы в сплошной среде (чаще всего — в воздухе). Зрение воспринимает световые сигналы, переносящие изображение объектов.
  
  Не всякое сообщение информативно для человека. Например, сообщение на непонятном языке хотя и передается человеку, но не содержит для него информации и не может вызвать адекватных изменений его состояния.
  
  Информационный канал может иметь либо естественную природу (атмосферный воздух, через который переносятся звуковые волны, солнечный свет, отраженный от наблюдаемых объектов), либо быть искусственно созданным. В последнем случае речь идет о технических средствах связи.
  
  Технические системы передачи информации
  
  Первым техническим средством передачи информации на расстояние стал телеграф, изобретенный в 1837 году американцем Сэмюэлем Морзе. В 1876 году американец А.Белл изобретает телефон. На основании открытия немецким физиком Генрихом Герцем электромагнитных волн (1886 г.), А.С. Поповым в России в 1895 году и почти одновременно с ним в 1896 году Г.Маркони в Италии, было изобретено радио. Телевидение и Интернет появились в ХХ веке.
  
  Все перечисленные технические способы информационной связи основаны на передаче на расстояние физического (электрического или электромагнитного) сигнала и подчиняются некоторым общим законам. Исследованием этих законов занимается теория связи , возникшая в 1920-х годах. Математический аппарат теории связи — математическую теорию связи , разработал американский ученый Клод Шеннон.
  
  Клод Элвуд Шеннон (1916–2001), США
  
  Клодом Шенноном была предложена модель процесса передачи информации по техническим каналам связи, представленная схемой.
  
  Техническая система передачи информации
  
  Под кодированием здесь понимается любое преобразование информации, идущей от источника, в форму, пригодную для ее передачи по каналу связи. Декодирование — обратное преобразование сигнальной последовательности .
  
  Работу такой схемы можно пояснить на знакомом всем процессе разговора по телефону. Источником информации является говорящий человек. Кодирующим устройством — микрофон телефонной трубки, с помощью которого звуковые волны (речь) преобразуются в электрические сигналы. Каналом связи является телефонная сеть (провода, коммутаторы телефонных узлов, через которые проходит сигнал). Декодирующим устройством является телефонная трубка (наушник) слушающего человека — приемника информации. Здесь пришедший электрический сигнал превращается в звук.
  
  Современные компьютерные системы передачи информации — компьютерные сети, работают по тому же принципу. Есть процесс кодирования, преобразующий двоичный компьютерный код в физический сигнал того типа, который передается по каналу связи. Декодирование заключается в обратном преобразовании передаваемого сигнала в компьютерный код. Например, при использовании телефонных линий в компьютерных сетях функции кодирования-декодирования выполняет прибор, который называется модемом.
  
  Пропускная способность канала и скорость передачи информации
  
  Разработчикам технических систем передачи информации приходится решать две взаимосвязанные задачи: как обеспечить наибольшую скорость передачи информации и как уменьшить потери информации при передаче. Клод Шеннон был первым ученым, взявшимся за решение этих задач и создавшим новую для того времени науку — теорию информации .
  
  К.Шеннон определил способ измерения количества информации, передаваемой по каналам связи. Им было введено понятие пропускной способности канала , как максимально возможной скорости передачи информации. Эта скорость измеряется в битах в секунду (а также килобитах в секунду, мегабитах в секунду).
  
  Пропускная способность канала связи зависит от его технической реализации. Например, в компьютерных сетях используются следующие средства связи:
  
  Электрическая кабельная связь,
  
  Оптоволоконная кабельная связь,
  
  Пропускная способность телефонных линий — десятки, сотни Кбит/с; пропускная способность оптоволоконных линий и линий радиосвязи измеряется десятками и сотнями Мбит/с.
  
  Шум, защита от шума
  
  Термином “шум” называют разного рода помехи, искажающие передаваемый сигнал и приводящие к потере информации. Такие помехи прежде всего возникают по техническим причинам: плохое качество линий связи, незащищенность друг от друга различных потоков информации, передаваемых по одним и тем же каналам. Иногда, беседуя по телефону, мы слышим шум, треск, мешающие понять собеседника, или на наш разговор накладывается разговор совсем других людей.
  
  Наличие шума приводит к потере передаваемой информации. В таких случаях необходима защита от шума.
  
  В первую очередь применяются технические способы защиты каналов связи от воздействия шумов. Например, использование экранированного кабеля вместо “голого” провода; применение разного рода фильтров, отделяющих полезный сигнал от шума, и пр.
  
  Клодом Шенноном была разработана теория кодирования , дающая методы борьбы с шумом. Одна из важных идей этой теории состоит в том, что передаваемый по линии связи код должен быть избыточным . За счет этого потеря какой-то части информации при передаче может быть компенсирована. Например, если при разговоре по телефону вас плохо слышно, то, повторяя каждое слово дважды, вы имеете больше шансов на то, что собеседник поймет вас правильно.
  
  Однако нельзя делать избыточность слишком большой. Это приведет к задержкам и удорожанию связи. Теория кодирования позволяет получить такой код, который будет оптимальным. При этом избыточность передаваемой информации будет минимально возможной, а достоверность принятой информации — максимальной.
  
  В современных системах цифровой связи для борьбы с потерей информации при передаче часто применяется следующий прием. Все сообщение разбивается на порции — пакеты . Для каждого пакета вычисляется контрольная сумма (сумма двоичных цифр), которая передается вместе с данным пакетом. В месте приема заново вычисляется контрольная сумма принятого пакета и, если она не совпадает с первоначальной суммой, передача данного пакета повторяется. Так будет происходить до тех пор, пока исходная и конечная контрольные суммы не совпадут.
  
  Рассматривая передачу информации в пропедевтическом и базовом курсах информатики, прежде всего следует обсудить эту тему с позиции человека как получателя информации. Способность к получению информации из окружающего мира — важнейшее условие существования человека. Органы чувств человека — это информационные каналы человеческого организма, осуществляющее связь человека с внешней средой. По этому признаку информацию делят на зрительную, звуковую, обонятельную, тактильную, вкусовую. Обоснование того факта, что вкус, обоняние и осязание несут человеку информацию, заключается в следующем: мы помним запахи знакомых объектов, вкус знакомой пищи, на ощупь узнаем знакомые предметы. А содержимое нашей памяти — это сохраненная информация.
  
  Следует рассказать ученикам, что в мире животных информационная роль органов чувств отличается от человеческой. Важную информационную функцию для животных выполняет обоняние. Обостренное обоняние служебных собак используется правоохранительными органами для поиска преступников, обнаружения наркотиков и пр. Зрительное и звуковое восприятие животных отличается от человеческого. Например, известно, что летучие мыши слышат ультразвук, а кошки видят в темноте (с точки зрения человека).
  
  В рамках данной темы ученики должны уметь приводить конкретные примеры процесса передачи информации, определять для этих примеров источник, приемник информации, используемые каналы передачи информации.
  
  При изучении информатики в старших классах следует познакомить учеников с основными положениями технической теории связи: понятия кодирование, декодирование, скорость передачи информации, пропускная способность канала, шум, защита от шума. Эти вопросы могут быть рассмотрены в рамках темы “Технические средства компьютерных сетей”.
  
  Государственный экзамен
  
  (State examination)
  
  Вопрос №3 «Каналы связи. Классификация каналов связи. Параметры каналов связи. Условие передачи сигнала по каналу связи».
  
  (Пляскин )
  
  Канал связи. 3
  
  Классификация. 5
  
  Характеристики (параметры) каналов связи. 10
  
  Условие передачи сигналов по каналам связи. 13
  
  Литература. 14
  
  Канал связи
  
  Канал связи — система технических средств и среда распространения сигналов для передачи сообщений (не только данных) от источника к получателю (и наоборот). Канал связи, понимаемый в узком смысле (тракт связи ), представляет только физическую среду распространения сигналов, например, физическую линию связи.
  
  Канал связи предназначен для передачи сигналов между удаленными устройствами. Сигналы несут информацию, предназначенную для представления пользователю (человеку), либо для использования прикладными программами ЭВМ.
  
  Канал связи включает следующие компоненты:
  
  1) передающее устройство;
  
  2) приемное устройство;
  
  3) среду передачи различной физической природы (Рис.1) .
  
  Формируемый передатчиком сигнал, несущий информацию, после прохождения через среду передачи поступает на вход приемного устройства. Далее информация выделяется из сигнала и передается потребителю. Физическая природа сигнала выбирается таким образом, чтобы он мог распространяться через среду передачи с минимальным ослаблением и искажениями. Сигнал необходим в качестве переносчика информации, сам он информации не несет.
  
  Рис.1. Канала связи (вариант №1)
  
  Рис.2 Канал связи (вариант №2)
  
  Т.е. это (канал) — техническое устройство (техника+среда).
  
  Классификация
  
  Классификаций будет приведено ровно три типа. Выбирайте на вкус и цвет:
  
  Классификация №1:
  
  Существует множество видов каналов связи, среди которых наиболее часто выделяют каналы проводной связи (воздушные, кабельные, световодные и др.) и каналы радиосвязи (тропосферные, спутниковые и др.). Такие каналы в свою очередь принято квалифицировать на основе характеристик входного и выходного сигналов, а также по изменению характеристик сигналов в зависимости от таких явлений, происходящих в канале, как замирания и затухание сигналов.
  
  По типу среды распространения каналы связи делятся на:
  
  Каналы связи также классифицируют на:
  
  · непрерывные (на входе и выходе канала – непрерывные сигналы),
  
  · дискретные или цифровые (на входе и выходе канала – дискретные сигналы),
  
  · непрерывно-дискретные (на входе канала–непрерывные сигналы, а на выходе–дискретные сигналы),
  
  · дискретно-непрерывные (на входе канала–дискретные сигналы, а на выходе–непрерывные сигналы).
  
  Каналы могут быть как линейными и нелинейными , временными и пространственно-временными .
  
  Возможна классификация каналов связи по диапазону частот .
  
  Системы передачи информации бывают одноканальные и многоканальные . Тип системы определяется каналом связи. Если система связи построена на однотипных каналах связи, то ее название определяется типовым названием каналов. В противном случае используется детализация классификационных признаков.
  
  Классификация №2 (более подробная) :
  
  1. Классификация по диапазону используемых частот
  
  Ø Километровые (ДВ) 1-10 км, 30-300 кГц;
  
  Ø Гектометровые (СВ) 100-1000 м, 300-3000 кГц;
  
  Ø Декаметровые (КВ) 10-100 м, 3-30 МГц;
  
  Ø Метровые (МВ) 1-10 м, 30-300 МГц;
  
  Ø Дециметровые (ДМВ) 10-100 см, 300-3000 МГц;
  
  Ø Сантиметровые (СМВ) 1-10 см, 3-30 ГГц;
  
  Ø Миллиметровые (ММВ) 1-10 мм, 30-300 ГГц;
  
  Ø Децимилимитровые (ДММВ) 0,1-1 мм, 300-3000 ГГц.
  
  2. По направленности линий связи
  
  — направленные (используются различные проводники):
  
  Ø витые пары на основе медных проводников,
  
  — ненаправленные (радиолинии);
  
  Ø прямой видимости;
  
  Ø радиорелейные (ретрансляция на дециметровых и более коротких радиоволнах).
  
  3. По виду передаваемых сообщений:
  
  Ø передачи данных;
  
  4. По виду сигналов:
  
  5. По виду модуляции (манипуляции)
  
  — В аналоговых системах связи :
  
  Ø с амплитудной модуляцией;
  
  Ø с однополосной модуляцией;
  
  Ø с частотной модуляцией.
  
  — В цифровых системах связи :
  
  Ø с амплитудной манипуляцией;
  
  Ø с частотной манипуляцией;
  
  Ø с фазовой манипуляцией;
  
  Ø с относительной фазовой манипуляцией;
  
  Ø с тональной манипуляцией (единичные элементы манипулируют поднесущим колебанием (тоном), после чего осуществляется манипуляция на более высокой частоте).
  
  6. По значению базы радиосигнала
  
  Ø широкополосные (B>> 1);
  
  Ø узкополосные (B»1).
  
  7. По количеству одновременно передаваемых сообщений
  
  Ø многоканальные (частотное, временное, кодовое разделение каналов);
  
  8. По направлению обмена сообщений
  
  Ø двусторонние.
  9. По порядку обмена сообщения
  
  Ø симплексная связь — двусторонняя радиосвязь, при которой передача и прием каждой радиостанции осуществляется поочередно;
  
  Ø дуплексная связь — передача и прием осуществляется одновременно (наиболее оперативная);
  
  Ø полудуплексная связь — относится к симплексной, в которой предусматривается автоматический переход с передачи на прием и возможность переспроса корреспондента.
  
  10. По способам защиты передаваемой информации
  
  Ø открытая связь;
  
  Ø закрытая связь (засекреченная).
  
  11. По степени автоматизации обмена информацией
  
  Ø неавтоматизированные — управление радиостанцией и обмен сообщениями выполняется оператором;
  
  Ø автоматизированные — вручную осуществляется только ввод информации;
  
  Ø автоматические — процесс обмена сообщениями выполняется между автоматическим устройством и ЭВМ без участия оператора.
  
  Классификация №3 (что-то может повторяться):
  
  1. По назначению
  
  2. По направлению передачи
  
  Симплексные (передача только в одном направлении)
  
  Полудуплексные (передача поочередно в обоих направлениях)
  
  Дуплексные (передача одновременно в обоих направлениях)
  
  3. По характеру линии связи
  
  4. По характеру сигналов на входе и выходе канала связи
  
  Дискретные по времени
  
  Дискретные по уровню сигнала
  
  Цифровые (дискретные и по времени и по уровню)
  
  5. По числу каналов на одну линию связи
  
  И еще рисунок сюда:
  
  Рис.3. Классификация линий связи.
  
  Характеристики (параметры) каналов связи
  
  1. Передаточная функция канала : представляется в виде амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) ипоказывает, как затухает амплитуда синусоиды на выходе канала связи по сравнению с амплитудой на ее входе для всех возможных частот передаваемого сигнала. Нормированная амплитудно-частотная характеристика канала показана на рис.4. Знание амплитудно-частотной характеристики реального канала позволяет определить форму выходного сигнала практически для любого входного сигнала. Для этого необходимо найти спектр входного сигнала, преобразовать амплитуду составляющих его гармоник в соответствии с амплитудно-частотной характеристикой, а затем найти форму выходного сигнала, сложив преобразованные гармоники. Для экспериментальной проверки амплитудно-частотной характеристики нужно провести тестирование канала эталонными (равными по амплитуде) синусоидами по всему диапазону частот от нуля до некоторого максимального значения, которое может встретиться во входных сигналах. Причем менять частоту входных синусоид нужно с небольшим шагом, а значит количество экспериментов должно быть большим.
  
  — отношение спектра выходного сигнала к входному
  — полоса пропускания
  
  Рис.4 Нормированная амплитудно-частотная характеристика канала
  
  2. Полоса пропускания : является производной характеристикой от АЧХ. Она представляет собой непрерывный диапазон частот, для которых отношение амплитуды выходного сигнала к входному превышает некоторый заранее заданный предел, то есть полоса пропускания определяет диапазон частот сигнала, при которых этот сигнал передается по каналу связи без значительных искажений. Обычно полоса пропускания отсчитывается на уровне 0,7 от максимального значения АЧХ. Ширина полосы пропускания в наибольшей степени влияет на максимально возможную скорость передачи информации по каналу связи.
  
  3. Затухание : определяется как относительное уменьшение амплитуды или мощности сигнала при передаче по каналу сигнала определенной частоты. Часто при эксплуатации канала заранее известна основная частота передаваемого сигнала, то есть та частота, гармоника которой имеет наибольшую амплитуду и мощность. Поэтому достаточно знать затухание на этой частоте, чтобы приблизительно оценить искажения передаваемых по каналу сигналов. Более точные оценки возможны при знании затухания на нескольких частотах, соответствующих нескольким основным гармоникам передаваемого сигнала.
  
  Затухание обычно измеряется в децибелах (дБ) и вычисляется по следующей формуле: , где
  
  Мощность сигнала на выходе канала,
  
  Мощность сигнала на входе канала.
  
  Затухание всегда рассчитывается для определенной частоты и соотносится с длиной канала. На практике всегда пользуются понятием «погонное затухание», т.е. затухание сигнала на единицу длины канала, например, затухание 0.1 дБ/метр.
  
  4. Скорость передачи : характеризует количество бит, передаваемых по каналу в единицу времени. Она измеряется в битах в секунду — бит/с , а также производных единицах: Кбит/c, Мбит/c, Гбит/с . Скорость передачи зависит от ширины полосы пропускания канала, уровня шумов, вида кодирования и модуляции.
  
  5. Помехоустойчивость канала : характеризует его способность обеспечивать передачу сигналов в условиях помех. Помехи принято делить на внутренние (представляет собой тепловые шумы аппаратуры ) и внешние (они многообразны и зависят от среды передачи ). Помехоустойчивость канала зависит от аппаратных и алгоритмических решений по обработке принятого сигнала, которые заложены в приемо-передающее устройство. Помехоустойчивость передачи сигналов через канал может быть повышена за счет кодирования и специальной обработки сигнала.
  
  6. Динамический диапазон : логарифм отношения максимальной мощности сигналов, пропускаемых каналом, к минимальной.
  
  7. Помехозащищенность: это помехозащищенность, т.е. помехозащищенность.
  
  Канал связи
  
  Канал связи (англ. channel, data line ) — система технических средств и среда распространения сигналов для передачи сообщений (не только данных) от источника к получателю (и наоборот). Канал связи, понимаемый в узком смысле (тракт связи), представляет только физическую среду распространения сигналов, например, физическую линию связи.
  
  Содержание
  
  Характеристики
  
  Используют следующие характеристики канала