Система связи, структура и основные параметры системы

*****

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДОКЛАД

на тему:

 

 
Система связи.

 Структура  и основные параметры системы.

 

 

 

 

Выполнил: ***.

Группа: ***

 

 

 

 

 

 

Санкт –  Петербург

2010г.

Система, посредством  которой источник может достаточно эффективно и надежно передавать информацию в пункт назначения, называется системой связи. Система связи, таким образом, является подсистемой сети связи. Обобщенная структурная схема системы электросвязи приведена на рис.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В состав системы  связи входит передатчик 1, среда распространения 2 и приемник 3. Источник сообщения 4 и получатель сообщения 5 в состав системы не входят. Передатчик является устройством, которое преобразует сообщение в сигнал. Вначале сообщение преобразуется в первичный сигнал. Если этот сигнал возможно передать через линию связи, включающую соответствующее оборудование и среду распространения, то он без каких- либо дополнительных преобразований поступает к приемнику 3. Часто такая передача оказывается невозможной, и первичный сигнал посредством модуляции преобразуется во вторичный, параметры которого оказываются согласованными с линией связи.

Среда распространения 2 —  это физическая цепь, которая содержит одну или две пары токопроводящих металлических проводов или светопроводящих стеклянных волокон. В качестве среды распространения используется также открытые пространство. Соответственно системы связи называются проводными, радио или оптическими.

Приемник является устройством, с помощью которого осуществляется восстановление сообщения по принятому сигналу. Преобразования, выполняемые в приемнике, обратны преобразованиям в передатчике. Это позволяет сохранить информацию, содержащуюся в сообщении при ее передаче. Сигналы на входе приемника отличаются от переданных из-за искажении и помех, что является причиной воспроизведения сообщения с некоторой погрешностью (ошибкой). Искажения возникают из-за несовершенства аппаратуры связи и отклонений характеристик каналов связи от требуемых.

Помехи, действующие на выходе источники помех 6, подразделяются на внешние и внутренние. К внешним относятся космические, атмосферные, промышленные, помехи от посторонних радиостанций и каналов. Внутренние помехи возникают в аппаратуре систем связи. Они обусловлены хаотическим движением носителей заряда в резисторах, электронных и других приборах, взаимным влиянием друг на друга каналов в многоканальных системах связи.

По типу передаваемых сообщений  системы связи делятся на аналоговые и дискретные (цифровые). Аналоговые системы предназначены для передачи непрерывных, а цифровые — для передачи цифровых сигналов. Используются также и смешанные системы, в которых непрерывные сообщения преобразуются в дискретные с целью использования цифровых методов передачи.

По назначению различают  следующие типы систем связи: телефонные, телеграфные, фототелеграфные, телевизионные телеметрические, телеуправления, системы передачи данных и т.д.

По режиму использования  системы связи делятся на симплексные и дуплексные. Система связи называется многоканальной, если она обеспечивает передачу нескольких сообщений по одной среде распространеия.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Система связи называется автоматизированной, если она обеспечивает связь в основном автоматическими устройствами.

Понятие канал связи поясним с использованием структурной схемы цифровой системы связи (рис. 1.3). В данной системе кроме пути прохождения сигнала от входа (точка А) до выхода (точка А*), могут быть выделены также другие отрезки пути: от точки А до точки D*, от точки В до точки В* и т.д.

Соответствующие этим отрезкам технические средства и среда распространения являются каналами связи. В зависимости от характера сигналов на входе и выходе каналы делятся на дискретные, дискретно непрерывные и непрерывные.

В зависимости от передачи сигнала по направляющим линиям или в свободном пространстве, каналы называются каналами связи или радиоканалами. К каналам связи относятся проводные каналы, работающие на частотах до тысяч килогерц, а также волоконно-оптические, работающие в оптическом диапазоне волн (10¹³-10¹⁵ Гц). К радиоканалам относятся каналы связи, работающие в диапазоне волн от сверхдлинных (3 кГц) до децимиллиметровых (3000 ГГц).

Каналы связи, также  как и сигнал, характеризуются  тремя параметрами: временем передачи Т_к, полосой пропускания F_K и динамическим диапазоном D_K.

Время передачи Т_к - это время, в течение которого ведется передача информации. Полоса пропускания канала F_к -это диапазон частот, в пределах которого значение нормированной амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) канала больше уровня, равного 0,707. Динамический диапазон D_K определяется отношением допустимой максимальной мощности передаваемого сигнала к мощности помехи, присутствующей в канале

                                         (1.4)

Обобщающей характеристикой  канала связи является его объем                                    

 V_К=T_KF_KD_K.                                            (1.5) 

 

Для неискаженной передачи сигнала по каналу связи необходимо, чтобы объем сигнала был меньше или по крайней мере равен объему канала. Это условие называют условием согласования сигнала с каналом и записывают в виде                                

                

                                                          (1.6)

Характеристики  систем связи

Система связи характеризуется  совокупностью параметров. Те из них, которые связаны с качеством системы, монотонной зависимостью, называются показателями качества системы. Чем больше (меньше) значение показателя качества, тем лучше (хуже) при прочих равных условиях система.

Показатели качества и  параметры систем связи условно делят на информационные, технико-экономические и технико-эксплуатационные. К информационным относятся верность, скорость и задержка передачи информации. К технико-экономическим - стоимость, габаритные размеры, масса. К технико-эксплуатационным - - среднее время безотказной работы, температурный диапазон работы и т.д.

Выделим показатели, характеризующие  систему связи с точки зрения передачи информации.

Помехоустойчивость является одним из основных показателей качества системы связи. Помехоустойчивость при заданной помехе характеризуется верностью передачи — степенью соответствия принятого сообщения переданному. При передаче непрерывных сообщений мерой верности служит среднеквадратичное отклонение Е² между принятым a*(t) и переданным a(t) сообщениями:

где Т — время, в течении которого принимается сообщение.

Первичный сигнал b(t) связан с сообщением a(t) линейной зависимостью, т.е.

b(t) = ka(t), 

где k — коэффициент преобразования.

Для простоты будем считать, что k = 1. С учетом этого формулу для среднеквадратичного отклонения запишем в виде:                                                   

 

                               (1.8)

Звездочкой обозначают оценку, которая  отличается от передаваемого сигнала на величину погрешности.

Мерой верности может быть также  вероятность того, что отклонение ε не превзойдет заранее заданную величину :                                                           

 

                                            (1.9)

Чем меньше ε или больше вероятность (1.9), тем выше помехоустойчивость.

Другой важный показатель качества это скорость передачи R, определяемая количеством передаваемых двоичных символов в единицу времени. Для дискретного канала связи этот показатель                      

                                        

                                        (1.10)

где Т — длительность посылки, т — основание кода.

Скорость передачи дискретной информации измеряется в битах в секунду (бит/с). Максимальная скорость передачи информации, которая обеспечивается соответствующим распределением вероятности выдачи символа на выходе дискретного источника, называется пропускной способностью дискретного канала связи. Аналогично определяются скорость передачи информации и пропускная способность непрерывного канала связи. Задержка передачи  определяет время, прошедшее от момента начала передачи сообщения в передатчике до момента выдачи восстановленного сообщения на выходе приемника. Она зависит от протяженности канала связи и длительности обработок сигнала в передатчике и приемнике.