Принципы передачи сигналов электросвязи.
Системы для передачи непрерывных сообщений . Системы телефонной связи предназначены для передачи на расстояние звуковых (акустических) сообщений, создаваемых голосовыми связками и воспринимаемых органом слуха (ухом) человека. Поэтому в качестве передатчиков используются устройства, которые преобразуют звуковые колебания, происходящие в воздушном пространстве, в электрические сигналы, передаваемые на расстояние. Такие акустоэлектрические преобразователи называются микрофонами .
Приемник в системе телефонной связи выполняет обратное преобразование электрических сигналов в звуковые колебания.
Такой электроакустический преобразователь называется телефоном .
Кроме микрофона и телефона, являющихся основными элементами системы, у каждого абонента имеется ряд вспомогательных устройств, необходимых для удобства подключения, вызова и сигнализации. Основные и вспомогательные элементы, которыми пользуется абонент, конструктивно составляют телефонный аппарат. Современные телефонные аппараты весьма разнообразны. Они отличаются типами микрофонов, телефонов, номеронабирателей, а также формой корпуса аппарата.
Каналы связи в системах телефонной связи образуются совокупностью устройств и среды распространения, обеспечивающих прохождение сигналов от одного телефонного аппарата к другому.
Системы звукового вещания обеспечивают одностороннюю передачу звуковых сообщений (речи, музыки) от источника до большого числа слушателей, рассредоточенных в пространстве. В зависимости от технических средств, используемых для этого, различают системы радиовещания и проводного вещания.
В первом случае сигналы передаются по радиоканалу, в котором средой распространения является открытое пространство. Радиоканал образуется с помощью специальных устройств, основными из которых являются радиопередатчик, передающая антенна, приемная антенна и радиоприемник.
Радиопередатчик преобразует первичный низкочастотный сигнал на выходе микрофона в высокочастотный сигнал, излучаемый передающей антенной в окружающее пространство в виде электромагнитных волн.
Под воздействием поля излучения в приемной антенне возникает высокочастотный ток, характер изменения которого повторяет закон изменения высокочастотного сигнала. В радиоприемнике из высокочастотного сигнала после соответствующей обработки выделяется первичный (исходный) сигнал. Далее низкочастотный первичный сигнал преобразуется громкоговорителем в звуковое сообщение.
В системах проводного вещания сигналы звукового вещания доставляются слушателям по так называемым проводным каналам, использующим в качестве среды распространения специальные направляющие устройства -проводные линии передачи. Иногда часть канала реализуется радиотехническими средствами, а часть - проводными. При этом сообщения также преобразуются в сигнал с помощью микрофона, устанавливаемого в специальных помещениях - студиях. Приемниками являются абонентские громкоговорители, устанавливаемые непосредственно в квартирах слушателей. Передача сигналов между микрофоном и приемником осуществляется по проводам, проходящим через специальные узлы проводного вещания.
Телевизионная связь предназначена для одновременной передачи оптических и звуковых сообщений, поэтому системы телевизионной связи содержат две подсистемы. Подсистема передачи звуковых сообщений практически не отличается от рассмотренной выше системы звукового вещания. Подсистема передачи оптических сообщений обеспечивает передачу подвижных изображений. Телевизионные сигналы, как правило, передаются по радиоканалу. Радиоканал содержит телевизионный радиопередатчик (РПер), передающую антенну, среду распространения радиоволн, приемную антенну и телевизионный радиоприемник (РПр).
Спектр видеосигнала содержит низкие частоты и поэтому его невозможно передать в открытом пространстве. Преобразование видеосигнала в радиочастотный сигнал, способный излучаться передающей системой в окружающее пространство в виде радиоволн, осуществляется в телевизионном радиопередатчике.
На приемной стороне системы часть энергии радиоволн перехватывается приемной антенной, усиливается и вновь преобразуется в телевизионном радиоприемнике в видеосигнал.
Для преобразования видеосигналов в сообщения используется свойство некоторых веществ, которые светятся под действием падающего на них потока электронов. Такие вещества называются люминофорами. Яркость их свечения пропорциональна интенсивности падающего потока.
Слой люминофора нанесен на внутреннюю поверхность широкой части стеклянного баллона. Электронный луч создается прожектором, формируется и ускоряется специальными электродами.
Интенсивностью электронного луча управляет видеосигнал. Луч направляется на люминофор и высвечивает поэлементно строку за строкой. Движение луча по горизонтали и вертикали задается отклоняющей системой. Поскольку интенсивность луча изменяется в соответствии с изменением сигнала, яркость свечения каждой строки будет изменяться. Ввиду большой скорости перемещения луча по строкам и определенной инерционности зрения человек наблюдает на экране цельное оптическое изображение.
Устройства, обеспечивающие преобразование радиочастотных сигналов в электрические сигналы звуковых частот и видеосигналы, а также громкоговоритель и кинескоп конструктивно объединены в один аппарат, называемый телевизором.
Системы телеграфной связи предназначены для двухсторонней передачи дискретных сообщений (телеграмм). Они состоят из двух подсистем. При этом на каждом конце системы необходимо иметь передатчик и приемник. Эти два устройства обычно конструктивно объединяются и образуют устройство, называющееся оконечным телеграфным аппаратом. Следовательно, телеграфная связь реализуется системой, состоящей из двух оконечных телеграфных аппаратов, соединенных каналом связи.
В системах передачи дискретных сообщений используется кодовый метод преобразования сообщения в сигнал и обратно. Смысл этого метода заключается в том, что знаки сообщения при передаче заменяются кодовыми комбинациями, составляемыми из определенных элементов. При этом каждому знаку сообщения соответствует своя комбинация. Совокупность всех используемых комбинаций составляет телеграфный код. Старейшим и наиболее известным является код Морзе, комбинации которого составляются из двух различных элементов -- "точка" и "тире".
При использовании кодов передача сообщений сводится к передаче двух различных элементов кодовых комбинаций. Процесс преобразования знаков сообщения в сигнал начинается с кодирования, в результате которого знаки заменяются кодовыми комбинациями. Затем элементы комбинации последовательно преобразуются в элементы сигнала, то есть в импульсы тока. Эти функции выполняются специальными устройствами передающей части оконечного телеграфного аппарата.
Приемник системы телеграфной связи выполняет обратное преобразование сигнала в сообщение в следующей последовательности. Вначале элементы сигнала поочередно принимаются, преобразуются в элементы кодовой комбинации и запоминаются. Затем определяется знак, соответствующий принятой кодовой комбинации, то есть выполняется операция, обратная кодированию, называемая декодированием. Процесс приема заканчивается записью знака на бумаге. Все перечисленные операции выполняются специальными устройствами приемной части оконечных телеграфных аппаратов.
Системы передачи данных не имеют принципиальных отличий от систем телеграфной связи. В них также используют условный (кодовый) метод преобразования сообщений в сигнал и обратно, и поэтому процесс передачи сообщений и устройства передатчика и приемника не отличаются от соответствующих элементов системы телеграфной связи.
Как отмечалось выше, системы передачи данных способны передавать дискретные сообщения значительно быстрее и точнее, то есть обеспечивать более высокую скорость и качество передачи сообщений. Они гарантируют заданную верность передачи при любой практически необходимой скорости передачи сообщений. Это достигается благодаря использованию дополнительных устройств повышения качества передачи сообщений, которые конструктивно объединяются с передатчиками и приемниками систем передачи данных, образуют приемопередающие устройства, называемые аппаратурой передачи данных.
Одна её часть, выполняющая различные преобразования сигналов при передаче, размещается на передающем, а вторая, обеспечивающая прием, корректировку и другие преобразования сигналов и кодовых комбинаций, размещается на приемном конце системы передачи данных.
Устройства повышения качества передачи позволяют обнаруживать или даже исправлять ошибки в сообщениях, появляющиеся в процессе передачи. Системы передачи данных используют двухсторонний канал, обратный канал используется для борьбы с ошибками.
Типичная функциональная схема организации цифрового канала электросвязи изображена на рис. 2.10. Цифровой канал имеет зеркальное функционирование передающего и приёмного плеч.
«Цепи и сигналы электросвязи» – базовый курс в системе подготовки современного инженера в области электрорадиотехники и радиоэлектроники. Его целью является изучение фундаментальных закономерностей, связанных с получением сигналов, их передачей по каналам связи, обработкой и преобразованием в радиотехнических цепях.
Круг вопросов, которые охватывает данный курс, весьма обширен. В него входят, во-первых, вопросы теории сигналов:
· спектральный и корреляционный анализ информационных и управляющих сигналов;
· особенности спектрального и корреляционного анализа узкополосных радиосигналов, введение понятий комплексного и аналитического сигналов;
· основы теории дискретных и цифровых сигналов;
· статистический анализ случайных сигналов и помех, изучаемый в едином комплексе с детерминированными сигналами.
Во-вторых, в курс «Цепи и сигналы электросвязи» входит теория преобразования перечисленных выше сигналов в линейных цепях – апериодических и частотно-избирательных.
В-третьих, в него входят основные положения теории нелинейных и параметрических устройств и преобразования в них сигналов.
Большое значение приобрели вопросы теории цифровой обработки сигналов, оптимальной обработки сигналов на фоне помех и основные положения теории синтеза радиотехнических цепей – аналоговых и цифровых.
Таким образом, в результате изучения дисциплины студент должен знать:
· основные понятия: информация, сообщение, сигнал,
· структуру построения системы электросвязи,
· виды электросвязи,
· назначение и структуру канала связи,
· сущность основных физических процессов при передаче информации с помощью электрических сигналов,
· виды сигналов, их параметры,
· физические характеристики сигналов,
· математические модели, отображающие периодические сигналы,
· спектры периодических сигналов,
· спектры непериодических сигналов;
а также уметь:
· пояснить структуру одноканальной системы связи,
· пояснить принцип действия основных видов преобразователей сообщения в сигнал и сигнала в сообщение,
· исследовать спектральный состав сигналов,
· математически и графически представить различные виды сигналов,
· построить временные и спектральные диаграммы по параметрам сигналов,
· провести лабораторные исследования спектров периодических и непериодических сигналов.
Изучение курса необходимо начать с основных понятий электросвязи – информации, сообщения и сигнала.
Понятия информации и сообщения употребляются довольно часто. Эти близкие по смыслу значения сложны и дать их точное определение нелегко. Слово «информация» происходит от латинского «informatio» – разъяснение, ознакомление, осведомленность. Обычно под информацией понимают совокупность сведений, данных о каких-либо событиях, явлениях или предметах. Мы живем в информационном мире. Все, что мы видим, слышим, помним, знаем, переживаем, – все это различные формы информации. Совокупность сведений, данных становится знанием лишь после их интерпретации с учетом ценности и содержания этих сведений. Следовательно, информацию в широком смысле можно определить как совокупность знаний об окружающем нас мире. В таком понимании информация является важнейшим ресурсом научно-технического и социально-экономического развития общества. В отличие от материального и энергетического ресурсов, информационный ресурс не уменьшается при потреблении, накапливается со временем, сравнительно легко и просто с помощью технических средств обрабатывается, хранится и передается на значительные расстояния.
Таким образом, под информацией понимается вся совокупность сведений о событиях, процессах и фактах, имеющих место в живой и неживой природе и предназначенных для обработки, хранения и передачи.
Для передачи или хранения информации используют различные знаки (символы), позволяющие выразить (представить) ее в некоторой форме. Этими знаками могут быть слова и фразы в человеческой речи, жесты и рисунки, формы колебаний, математические знаки и т.п. Так, при телеграфной передаче сообщением является текст телеграммы, представляющий собой последовательность отдельных знаков – букв и цифр. При разговоре по телефону сообщением является непрерывное изменение во времени звукового давления, отображающее не только содержание, но и интонацию, тембр, ритм и иные свойства речи. При передаче движущихся изображений в телевизионных системах сообщение представляет собой изменение во времени яркости элементов изображения. Поэтому форма, в которой человек получает информацию, может быть разной.
Сообщение – это форма представления информации.
Передача сообщений на расстояние осуществляется с помощью какого-либо материального носителя (бумаги, магнитной ленты и т.д.) или физического процесса (звуковых или электромагнитных волн, тока и т.д.).
Физический процесс, отображающий передаваемое сообщение и распространяющийся в определенном направлении называется сигналом .
В качестве сигнала можно использовать любой физический процесс, изменяющийся в соответствии с передаваемым сообщением. В современных системах связи чаще всего используют электрические сигналы. Физической величиной, определяющей такой сигнал, является ток или напряжение.
Электрическое колебание, содержащее сообщение называется электрическим сигналом .
Сигналы формируются путем изменения тех или иных параметров физического носителя в соответствии с передаваемым сообщением. Этот процесс (изменения параметров носителя) принято называть модуляцией. Все преобразования сигналов будут рассмотрены в следующих разделах курса.
Совокупность технических средств, для передачи сообщений от источника к потребителю называется системой связи .
Рассмотрим принцип построения простейшей одноканальной системы связи, приведенной на рисунке 1. Разберем назначение отдельных элементов схемы, представленной на этом рисунке.
Источником сообщений и получателем в одних системах связи может быть человек, в других – различного рода устройства.
Преобразователь сообщения в сигнал – преобразует звуковой сигнал или сигнал изображения в электрический сигнал.
В передатчике первичный сигнал (обычно низкочастотный) превращается во вторичный (высокочастотный) сигнал , пригодный для передачи по используемому каналу. Это преобразование осуществляется посредством модуляции.
Линией связи называется физическая среда и совокупность аппаратных средств, используемых для передачи сигналов от передатчика к приемнику. В системах электрической связи – это, прежде всего, кабель или волновод, в системах радиосвязи – область пространства, в которой распространяются электромагнитные волны от передатчика к приемнику. При передаче канальный сигнал может искажаться, так как на него могут накладываться помехи .
Приемник
обрабатывает принятое колебание 
, представляющее собой сумму пришедшего искаженного сигнала и помехи , и восстанавливает по нему переданный сигнал (он также будет несколько искаженным).
Преобразователь сигнала в сообщения преобразует сигнал в сообщение , которое с некоторой погрешностью отображает переданное сообщение a . Другими словами, приемник должен на основе анализа колебания определить, какое из возможных сообщений передавалось. Поэтому приемное устройство является одним из наиболее ответственных и сложных элементов системы связи.
По виду передаваемых сообщений различают следующие системы связи:
· передача речи (телефония);
· передача текста (телеграфия);
· передача неподвижных изображений (факсимильная связь);
· передача подвижных изображений (телевидение), телеизмерение, телеуправление;
· передача данных.
По назначению телефонные и телевизионные системы делятся на:
· вещательные, отличающиеся высокой степенью художественности воспроизведения сообщений;
· профессиональные, имеющие специальное применение (служебная связь, промышленное телевидение и т.п.).
В системе телеизмерения физическая величина, подлежащая измерению (температура, давление, скорость и т.п.), с помощью датчиков преобразуется в первичный электрический сигнал, поступающий в передатчик. На приемном конце переданную физическую величину или ее изменения выделяют из сигнала и наблюдают или регистрируют с помощью записывающих приборов. В системе телеуправления осуществляется передача команд для автоматического выполнения определенных действий. Нередко эти команды формируются автоматически на основании результатов измерения, переданных телеметрической системой.
Внедрение высокоэффективных ЭВМ привело к необходимости быстрого развития систем передачи данных, обеспечивающих обмен информацией между вычислительными средствами и объектами автоматизированных систем управления. Этот вид электросвязи по сравнению с телеграфной отличается более высокими требованиями к скорости и верности передачи информации.
Теперь разберем понятие канала связи. Каналом связи называется совокупность средств, обеспечивающих передачу сигнала от некоторой точки A системы до точки B (рисунок 2). Точки A и B могут быть выбраны произвольно, главное, чтобы между ними проходил сигнал. Часть системы связи, расположенная до точки A, является источником сигнала для этого канала. Если сигналы, поступающие на вход канала и снимаемые с его выхода, являются дискретными (по уровням), то канал называется дискретным .
Если входные и выходные сигналы канала являются непрерывными (по уровню), то и канал называется непрерывным . Встречаются также дискретно-непрерывные и непрерывно-дискретные каналы, на вход которых поступают дискретные сигналы, а с выхода снимаются непрерывные, или наоборот.
Следует отметить, что некоторые блоки на схеме рисунка 2 не обозначены, так как их структура зависит от вида системы связи и типа канала.
Типы каналов, по которым передаются сигналы, многочисленны и разнообразны. Различают каналы проводной связи (воздушные, кабельные, оптические и др.) и каналы радиосвязи .
Кабельные линии связи являются основой магистральных сетей дальней связи, по ним осуществляется передача сигналов в диапазоне частот от десятков кГц до сотен МГц. Весьма перспективными являются волоконно-оптические линии связи. Они позволяют в диапазоне 600 – 900 ТГц обеспечить очень высокую пропускную способность (сотни телевизионных каналов или сотни тысяч телефонных каналов).
Наряду с проводными линиями связи широко используются радиолинии различных диапазонов (от сотен кГц до десятков ГГц). Эти линии более экономичны и незаменимы для связи с подвижными объектами. Широкое распространение для многоканальной радиосвязи получили радиорелейные линии (РРЛ) метрового, дециметрового и сантиметрового диапазонов на частотах от 60 МГц до 15 ГГц. Все большее применение находят спутниковые линии связи – РРЛ с ретранслятором на искусственном спутнике Земли (ИСЗ). Для этих линий (систем) связи отведены диапазоны частот 4 – 6 и 11 – 275 ГГц. Большая дальность при одном ретрансляторе на спутнике, гибкость и возможность организации глобальной связи – важные преимущества спутниковых систем.
Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы
Краткая информация о видах электросвязи Электросвязь - передача информации посредством электрических сигналов, распространяющихся по проводам (проводная связь), или (и) радиосигналов (радиосвязь). К электросвязи относят, кроме того, передачу информа...
А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать |
|||
| 18988. | Распределение Максвелла | 326.5 KB | |
| Лекция I 1. Распределение Максвелла. Статистическая физика изучает свойства макроскопических тел т.е. систем состоящих из огромного числа частиц. Например для аудитории с размерами учитывая что каждый моль воздуха занимает объем 224 л и содержит число Авогадро мол | |||
| 18989. | Квантовомеханическое описание | 288 KB | |
| Лекция II 1. Квантовомеханическое описание. Казалось бы каноническое распределение Гиббса I.4.5 невозможно согласовать с требованиями квантовой механики так как обобщенные координаты и импульсы в соответствии с принципом неопределенности Гейзенберга не коммутирую | |||
| 18990. | Микроканоническое распределение | 283 KB | |
| Лекция III 1. Микроканоническое распределение. Рассмотрим замкнутую макроскопическую систему занимающую объем и содержащую частиц. Как это следует из рис. III.1 любая макроскопическая система является замкнутой поскольку ее энергия практически не флуктуирует т.е. о | |||
| 18991. | Расчет с помощью программы “Fullprof” магнитной структуры магнетика. Магнитная структура DyB4 | 572.5 KB | |
| Давайте проведем расчет нейтронограммы соединения AB, для которого мы вручную рассчитывали нейтронограммы ядерного и магнитного рассеяния”. Как мы уже знаем, нейтронограмма должна содержать, по крайней мере, две фазы – ядерную и магнитную | |||
| 18992. | Работа и тепло | 268.5 KB | |
| Лекция V 1. Работа и тепло. Обсудим физический смысл основного термодинамического тождества V.1.1 Поскольку давление это средняя сила отнесенная к единице площади а изменение объема то второе с... | |||
| 18993. | Температурная зависимость плотности энергии равновесного (черного) излучения | 246 KB | |
| Лекция VI 1. Температурная зависимость плотности энергии равновесного черного излучения. Если для какойлибо системы удается найти связь между давлением объемом и энергией т.е. аналог уравнения состояния то можно вычислить все ее термодинамические величины. Для излу... | |||
| 18994. | О черных дырах | 228 KB | |
| Лекция VII 1. О черных дырах. Научное представление о черных дырах возникло к концу 18 века. В 1799 г. Лаплас на основании ньютоновской теории тяготения и предположения о конечной скорости света показал что достаточно компактное массивное тело будет невидимым для внешнего... | |||
| 18995. | Большое каноническое распределение Гиббса | 309 KB | |
| Лекция VIII 1. Большое каноническое распределение Гиббса. Рассмотрим малую часть микроканонического ансамбля см. III.1.1 которая может обмениваться с термостатом не только энергией тепловой контакт но и частицами. Энергия этой квазизамкнутой подсистемы зависит от объ... | |||
| 18996. | Идеальные газы | 249.5 KB | |
| Лекция IX 1. Идеальные газы. Большую статистическую сумму удается рассчитать для идеальных газов. Это системы в которых можно пренебречь взаимодействием частиц. Такое пренебрежение возможно когда взаимодействие мало черное излучение асимптотическая свобода или газ... | |||
1.1 Состав и структура общегосударственной системы связи.
1 .2 Архитектура ЕСЭ. Статус сетей, служб, систем электросвязи.
1.3 Классификация служб, пользователей и услуг.
1.4 Номенклатура и виды предоставляемых услуг.
1.5 Основные тенденции развития сетей электросвязи.
1.6 Этапы развития ЕСЭ России.
1.7 Общие требования к сетям электросвязи.
Раздел 1 посвящен концептуально – целевым основам построения, развития
и общим огранизационно – техническим положениям Единой сети электросвязи
Российской Федерации. В данном разделе с системных позиций рассмотрено назначение, состав и структура Общегосударственной системы связи РФ. Особое внимание уделено архитектуре Единой сети электросвязи (ЕСЭ), принципам ее построения, категориям сетей, входящим в состав ЕСЭ. Рассмотрено назначение первичной сети, вторичных сетей, систем электросвязи и служб электросвязи. Приведены классификация пользователей сети, услуг и служб электросвязи. Значительное внимание уделено номенклатуре услуг электросвязи, предостав-ляемых населению страны, в настоящее время и недалеком будущем. Указаны основные тенденции развития электросвязи в мире, что в значительной степени определяет процесс развития ЕСЭ. Важное место в разделе занимает рассмотрение
этапов развития ЕСЭ, определяющие техническую политику, проводимую Министерством информационных технологий и связи РФ. Значительное внимание
уделяется требованиям, предъявляемым к сетям связи, которые определяют политику разработки средств связи, проектирования и эксплуатации сетей электросвязи. Для контроля уровня усвоения изучаемого материала приводятся
контрольные вопросы. Для повышения уровня знаний и оперативного получения
справочной информации приведен список литературы и глоссарий.
1.1 Состав и структура общегосударственной системы связи
Существование современного общества немыслимо без обмена информацией. Информация, понимаемая в широком смысле этого слова как отраженное разнообразие окружающего мира, выполняет в обществе следующие основные функции: коммуникативную , или функцию общения людей; познавательную, целью которой является получение новой информации; управленческую, целью которой является формирование целесообразного поведения управляемой системы. Для интенсификации информационных процессов при общении людей в первой половине прошлого века началось развитие средств электрической связи, обеспечивающих ускорение в первую очередь таких форм движения информации, как передача и распределение. За полтора столетия средства связи много раз изменялись, появлялись новые виды электрической связи, однако основная их функция в обществе – интенсификация коммуникатив-ных процессов – сохранилась. Потребности в интенсификации информаци-онных процессов, связанных с управленческой и познавательной деятель-ностью людей, привели к созданию вычислительной техники. Средства вычислительной техники позволили ускорить такие формы движения информации, как обработка, поиск, хранение, восприятие, отображение, распределение и др. Органическое объединение, интеграция средств элек-тросвязи и вычислительной техники позволили обеспечить согласованное ускорение всех форм движения информации, интенсификацию всех инфор-мационных процессов в обществе. Целесообразная информационная деятельность людей, информация и сред-ства информационной деятельности являются основными компонентами информационной системы общества. Если целью информационной деятель-ности является общение с помощью средств связи, то создаваемая для этой цели информационная система называется системой связи . В соответствии системным подходом при создании любой системы объеди-нение компонентов в систему, их взаимодействия, связи и отношения дол-жны быть направлены на достижение общей цели. В частности, в рамках системы связи должны быть согласованы принципы взаимодействия средств связи, указаны их параметры, установлены порядок пользования этими средствами, определены методы эксплуатации, пропорции и перспективы их развития, согласованы цели назначения всех элементов и подсистем с общей целью функционирования системы.
В нашей стране для наиболее полного удовлетворения потребностей населе-ния, органов государственной власти и управления, обороны и безопасности правопорядка, а также хозяйствующих объектов в услугах электрической и почтовой связи создается и действует система связи Российской Федера-ции (СС РФ). Система связи РФ (Связь РФ) объединяет все системы связи страны по организационному, технологическому, методологическому и другим признакам в единую систему связи и представляет собой совокупность сетей, служб связи и других средств обеспечения, расположенных и функционирующих на территории РФ. Средства СС РФ совместно со средствами ВТ (вычислительной техники) составляют техническую основу информатизации общества. Структура системы связи РФ, представлена на рис. 1.1
Рис. 1.1 Состав системы связи РФ
В СРФ входят федеральная связь и технологические системы связи. Основными компонентами федеральной связи являются федеральная электросвязь (ФЭС) и федеральная почтовая связь (ФПС).
Электросвязь – всякая передача или прием знаков, сигналов, письменного текста, изображений, звуков по проводной, радио -, оптической и другим электромагнитным системам.
Почтовая связь – прием, обработка, перевозка и доставка почтовых отправлений, а также перевод денежных средств.
Федеральная электросвязь включает системы связи общего пользования, системы связи специального назначения и выделенные системы связи.
Системы связи общего пользования - составная часть СС РФ, открытая для пользования всем физическим и юридическим лицам, в услугах которых этим лицам не может быть отказано.
Выделенные системы связи – это системы электросвязи физических и юридических лиц, не имеющих выхода на системы связи общего пользования.
Системы связи специального назначения предназначены для обеспечения нужд государственного управления, обороны, безопасности и охраны право-порядка в Российской Федерации. Такие системы связи не могут быть использованы для возможного оказания услуг населению. Технологические системы связи – это системы электросвязи предприятий, учреждений и организаций, создаваемые для управления внутрипроизвод-ственной деятельностью и технологическими процессами, не имеющие выхо-да на системы общего пользования. При наличии свободных ресурсов в технологических системах связи эти сетевые ресурсы могут быть присоеди-нены к системе связи общего пользования и использованы для предоставле-ния возможных услуг любому пользователю. Выделенные системы связи также могут быть присоединены к системе электросвязи общего пользования, если они соответствуют ее требованиям. В настоящее время в состав Федеральной электросвязи входят следующие системы электросвязи общего пользования: телефонной связи (СТФС); телеграфной связи (СТгС); факсимильной связи (СФС); передача газет (СПГ); передача данных (СПД); распределения программ звукового вещания (СРПЗВ); распределения программ телевизионного вещания (СРПТВ). В процессе развития СС РФ состав систем электросвязи претерпевает суще-ственные изменения за счет интеграции ряда систем и образования новых. Этот процесс обусловлен, прежде всего, внедрением новых технологий и новых технических решений на сетях электросвязи. В качестве первого шага интеграции отдельных систем электросвязи возможно объединение систем электросвязи, обеспечивающих передачу документальных сообщений, в систему документальной электросвязи (СДЭС). Дальнейшее развитие интеграции связано с созданием системы с интеграцией служб (N – ISDN и B - ISDN) и интеллектуальных систем электросвязи, а также системы связи нового (следующего) поколения - NGN. Система телефонной связи(T C ) предназначена для удовлетворения потребностей населения, учреждений, организаций и предприятий в передаче телефонных, факсимильных сообщений и данных со скоростью не более 64 кбит/с. Система ТС обеспечивает выход на технологические телефонные сети, международную телефонную сеть, а также связь с подвижными абонен-тами и Internet. Система телеграфной связи обеспечивает передачу документальных сообщений, представленных в виде буквенно-цифрового текста. Система передачи данных обеспечивает передачу данных широкому кругу предприятий и учреждений страны, населению, а также для удовлетворения нужд автоматизированных систем управления. Система факсимильной связи обеспечивает передачу неподвижных, как цветных, так черно-белых, полутоновых и штриховых изображений в виде фотографий, рисунков, графиков, рукописных текстов и т.п. на любом языке и с любым алфавитом, нанесенных на бланки типовых размеров. Система передачи газет предназначена для передачи оригиналов-оттисков газет, поступающих от издательств в пункты децентрализованной печати. Система распределения сигналов программ звукового вещания предназ-начена для передачи программ вещания населению страны. Система распределения сигналов телевизионных программ предназначена для реализации телевизионного вещания.
Средства обеспечения СС РФ
Все средства, обеспечивающие нормальное функционирование СС РФ, можно разделить на средства технического, программного, методического, информационного и организационного обеспечения. Техническое обеспечение СС РФ – совокупность устройств и систем связи, электронных и вычислительных машин и систем, линейных и гражданский сооружений, объединенных в единый комплекс технических средств связи страны. Программное обеспечение – совокупность операционных систем, трансля-торов, компиляторов, пакетов прикладных программ и эксплуатационных документов, обеспечивающих функционирование СС РФ. Методическое обеспечение – совокупность методов, моделей, алгоритмов, правил, нормативов, инструкций, регламентирующих взаимодействие техни-ческих средств и людей с техническими средствами в процессе функциони-рования СС РФ. Информационное обеспечение включает: описание аппаратуры; справочные данные (например, телефонные справочники); сообщения для программ радио и телевизионного вещания; учетные и архивные сведения, необходимые для планирования и развития СС РФ; текущие сведения о функционировании системы и другую информацию. Организационное обеспечение включает : инструкции, руководящие материалы, приказы, штатные расписания, а также документы, определя-ющие цели, права, обязанности, режимы работы, взаимодействие работников и организационных подразделений на различных стадиях функционирования и развития Системы связи РФ. Опыт и разработки в создании больших организационно-технических систем показывает, что переоценка роли каких-либо средств обеспечения, может свести на нет все усилия по созданию эффективно действующей системы связи. В соответствии с принципами целостности системной методологии на всех этапах развития системы ее необходимо рассматривать как целое, т.е. учитывать все ее компоненты, их связи и отношения, существенно влияющие на достижение цели, на ее системные свойства.
Электросвязь
I
Электросвя́зь
Для установления Э. между отправителем (источником сообщений) и получателем (приёмником сообщений) служат: оконечные аппараты - передающий и приёмный; Канал связи ,
образуемый с помощью одной или нескольких включенных последовательно систем передачи; кроме того, вследствие наличия большого количества оконечных передающих и приёмных аппаратов и необходимости их всевозможных попарных соединений для организации непрерывного (сквозного) канала между ними, используется система коммутационных устройств, состоящая из одной или нескольких коммутационных станций и узлов. Оконечные аппараты.
Оконечный передающий аппарат служит для преобразования сигнала исходной формы (звуков речи; знаков текста телеграмм; знаков, записанных в закодированном виде на перфоленте или каком-либо другом носителе информации (См. Носитель информации);
изображений объектов и т. д.) в электрический сигнал. В телефонной связи и радиовещании для электроакустических преобразований применяют Микрофон . В телеграфной связи кодовые комбинации знаков текста телеграмм преобразуют в серии электрических импульсов; такое преобразование осуществляется либо непосредственно (при использовании стартстопного телеграфного аппарата (См. Телеграфный аппарат)),
либо с предварительной записью знаков на перфоленту (при использовании Трансмиттер а). В факсимильной связи преобразование светового потока переменной яркости, отражённого от оригинала, в электрические импульсы производится факсимильным аппаратом (См. Факсимильный аппарат).
Информацию о распределении светотеней какого-либо объекта телевизионной передачи преобразуют в Видеосигнал при помощи телевизионной передающей камеры (См. Телевизионная передающая камера) (телекамеры). Оконечный приёмный аппарат служит для приведения принимаемых электрических сигналов к форме, удобной для их восприятия приёмником сообщений. При Э. многих видов оконечные аппараты содержат как передающие, так и приёмные устройства. В первую очередь это относится к такой Э., которая обеспечивает двухсторонний (обычно дуплексный; см. Дуплексная связь) обмен сообщениями. Так, Телефонный аппарат ,
как правило, содержит микрофон и Телефон ,
объединённые в одном конструктивном узле - микротелефонной трубке. В радиовещании и телевизионном вещании передающие и приёмные оконечные аппараты разделены, причём сигналы от одного передающего устройства принимаются сразу многими оконечными аппаратами - Радиоприёмник ами и Телевизор ами.
Используемые в Э. каналы связи подразделяются на аналоговые и дискретные. Аналоговые каналы служат для передачи непрерывных электрических сигналов (примеры таких сигналов: напряжения и токи, получающиеся при электроакустических преобразованиях звуков речи, музыки, при развёртке (См. Развёртка оптическая) изображений). Возможность передачи через данный канал связи непрерывных сигналов от того или иного источника обусловлена прежде всего такими характеристиками канала, как Полоса пропускания частот и допустимая максимальная мощность передаваемых сигналов. Кроме того, поскольку любой канал подвержен различного рода помехам (см. Помехи в проводной связи, Помехи радиоприёму , Помехоустойчивость), то он характеризуется также минимальной мощностью электрического сигнала, которая должна в заданное число раз превышать мощность помех. Отношение максимальной мощности сигналов, пропускаемых каналом, к минимальной называется динамическим диапазоном канала связи. Дискретные каналы служат для передачи импульсных сигналов. Такие каналы обычно характеризуются скоростью передачи информации (измеряемой в бит/сек
) и верностью передачи. Дискретные каналы могут быть также использованы для передачи аналоговых сигналов и, наоборот, аналоговые каналы - для передачи импульсных сигналов. Для этого сигналы преобразуются; аналоговые в импульсные с помощью аналого-дискретных (цифровых) преобразователей, а импульсные в аналоговые с помощью дискретно (цифро)-аналоговых преобразователей. На рис. 1
показаны возможные способы сочетания источников аналоговых и дискретных сигналов с аналоговыми и дискретными каналами связи. Используемые в Э. системы передачи обычно обеспечивают одновременную и независимую передачу сообщений от многих источников к такому же числу приёмников. В таких системах многоканальной связи (См. Многоканальная связь) общая линия связи уплотняется несколькими десятками - несколькими тысячами индивидуальных каналов. Наибольшее распространение (1978) получили многоканальные системы с частотным разделением аналоговых каналов. При построении таких систем передачи каждому каналу связи отводится определённый участок области частот в полосе пропускания линейного тракта передачи, общего для всех передаваемых сообщений. Для переноса Спектр а
сигнала в участок, отведённый ему в полосе частот группового тракта (частотного преобразования сигнала), используют амплитудную или частотную модуляцию (См. Модуляция) (см. также
Модуляция колебаний)
групп «несущих» синусоидальных токов. При амплитудной модуляции (АМ) в соответствии с передаваемым сообщением изменяется амплитуда гармонических колебаний тока несущей частоты (См. Несущая частота).
В результате на выходе модулирующего устройства (модулятора) создаются колебания, в спектре которых кроме составляющей несущей частоты (несущей) имеются две боковые полосы. Поскольку каждая из боковых полос содержит полную информацию об исходном (модулирующем) сигнале, то в линию связи пропускают только одну из них, а другую и несущую подавляют с помощью полосно-пропускающих электрических фильтров (См. Электрический фильтр) или иных устройств (см. Однополосная модуляция , Однополосная связь).
При частотной модуляции (ЧМ) в соответствии с передаваемым сообщением изменяется несущая частота. Системы с ЧМ обладают большей по сравнению с системами с АМ помехоустойчивостью, однако это преимущество реализуется лишь при достаточно большой девиации частоты (См. Девиация частоты),
для чего необходима широкая полоса частот. Поэтому, например, в радиосистемах ЧМ применяют главным образом в диапазоне метровых (и более коротких) волн, где на каждый индивидуальный канал приходится полоса частот, в 10-15 раз большая, чем в системах с АМ, работающих на более длинных волнах. В радиорелейных линиях нередко используют сочетание АМ с ЧМ; с помощью АМ создаётся некоторый промежуточный спектр, который затем переводится в линейный диапазон частот с помощью ЧМ. Для передачи сообщений различного вида требуются каналы с определённой шириной полосы пропускания. Характерная особенность современной системы передачи - возможность организации в одной и той же системе каналов, применяемых для различных видов Э. При этом в качестве стандартного канала используется телефонный канал, называемый каналом тональной частоты (ТЧ). Он занимает полосу частот 300-3400 гц.
Для упрощения фильтрующих устройств, разделяющих соседние каналы, каналы ТЧ отделяются друг от друга защитными частотными интервалами и занимают (с учётом этих интервалов) полосу 4 кгц.
Кроме передачи сигналов речи, каналы ТЧ используются также в факсимильной связи, низкоскоростной передаче данных (от 600 до 9600 бит/сек
) и некоторых других видах Э. Учитывая большой удельный вес каналов ТЧ в сетях Э., их принимают за основу при создании как широкополосных (> 4 кгц
),
так и узкополосных (кгц)
каналов. Например, в радиовещании применяется канал с полосой, втрое (иногда вчетверо) превышающей полосу канала ТЧ; для высокоскоростной передачи данных между ЭВМ, передачи изображений газетных полос и др. употребляются каналы, в 12, 60 и даже 300 раз более широкие; сигналы программ телевизионного вещания передаются через каналы с полосой, в 1600 раз превышающей полосу канала ТЧ (что составляет примерно 6 Мгц
). На базе канала ТЧ (посредством его т. н. вторичного уплотнения) создаются каналы для телеграфирования с полосами пропускания 80, 160 или 320 гц,
со скоростями передачи (соответственно) 50, 100 или 200 бит/сек
. Линии радиорелейной связи позволяют создать 300, 720, 1920 каналов ТЧ (в каждой паре высокочастотных стволов); линии связи через ИСЗ - от 400 до 1000 и более (в каждой паре стволов). Проводные линии связи, используемые в системах передачи с частотным разделением каналов, характеризуются следующим числом каналов ТЧ: симметричные кабели 60 (в расчёте на две пары проводов); коаксиальные кабели - 1920, 3600 или 10 800 (на каждую пару коаксиальных трубок). Возможно создание систем с ещё большим числом каналов. С целью увеличения дальности связи посредством уменьшения влияния шумов (накапливаемых по мере прохождения сигнала в линии) в проводных системах передачи с частотным разделением каналов используют усилители, общие для всех сигналов, передаваемых в каждом линейном тракте, и включаемые на определённом расстоянии друг от друга. Расстояние между усилителями зависит от числа каналов: для мощных проводных систем (10 800 каналов) оно составляет 1,5 км,
для маломощных (60 каналов) - 18 км.
В системах радиорелейной связи сооружают ретрансляционные станции в среднем на расстоянии 50 км
одна от другой. Наряду с системами передачи с частотным разделением каналов с 70-х гг. 20 в. началось внедрение систем, в которых каналы разделяются во времени на основе методов импульсно-кодовой модуляции (ИКМ), дельта-модуляции и др. При ИКМ каждый из передаваемых аналоговых сигналов преобразуется в последовательность импульсов, образующих определённые кодовые группы (см. Код , Кодирование). Для этого в сигнале через заданные промежутки времени (равные половине периода, соответствующего максимальной частоте изменения сигнала) вырезаются узкие импульсы (рис. 2
, а). Число, характеризующее высоту каждого вырезанного импульса, передаётся 8-значным кодом за время, не превышающее протяжённость (ширину) импульса (рис. 2
, б). В промежутках времени между передачей кодовых групп данного сообщения линия свободна и может быть использована для передачи кодовых групп других сообщений. На приёмном конце линии производится обратное преобразование кодовых комбинаций в последовательность импульсов различной высоты (рис. 2
, в), из которых с определённой степенью точности может быть восстановлен исходный аналоговый сигнал (рис. 2
, г). При дельта-модуляции аналоговый сигнал сначала преобразуется в ступенчатую функцию (рис. 3
, а), причём кол-во ступенек на период, соответствующий максимальной частоте изменения сигнала, в различных системах составляет 8-16. Передаваемая в линию последовательность импульсов отображает ход ступенчатой функции в изменении знака производной сигнала: возрастающие участки аналоговой функции (характеризующиеся положительной производной) отображаются положительными импульсами, спадающие участки (с отрицательной производной) - отрицательными (рис. 3
, б). В промежутках между этими импульсами располагаются импульсы, образованные от других сигналов. При приёме импульсы каждого сигнала выделяются и интегрируются, в результате с заданной степенью точности восстанавливается исходный аналоговый сигнал (рис. 3
, в). Каналы ИКМ и дельта-модуляции (без оконечных аналого-цифровых преобразующих устройств) - дискретные и часто используются непосредственно для передачи дискретных сигналов. Основным достоинством систем с временным разделением каналов является отсутствие накопления шумов в линии; искажение формы сигналов при их прохождении устраняется с помощью регенераторов, устанавливаемых на определённом расстоянии друг от друга (аналогично усилителям в системах с частотным разделением). Однако в системах с временным разделением существует шум «квантования», возникающий при преобразовании аналогового сигнала в последовательность кодовых чисел, характеризующих этот сигнал лишь с точностью до единицы. Шум «квантования», в отличие от обычного шума, не накапливается по мере прохождения сигнала в линии. К сер. 70-х гг. разработаны системы с ИКМ на 30, 120 и 480 каналов; находятся в стадии разработки системы на несколько тыс. каналов. Развитие систем передачи с разделением каналов во времени стимулируется тем, что в них широко используют элементы и узлы ЭВМ, и это в конечном счёте приводит к удешевлению таких систем как в проводной связи, так и радиосвязи. Весьма перспективны импульсные системы передачи на основе находящихся в стадии разработки волноводных и световодных линий связи (число каналов ТЧ может достигать 10 5 в волноводной трубе диаметром примерно 60 мм
или в паре стеклянных световодных нитей диаметром 30-70 мкм
).
Системы коммутационных устройств.
Применяемые в Э. системы коммутационных устройств бывают двух типов: узлы и станции коммутации каналов (КК), позволяющие при конечном числе каналов создавать временное прямое соединение через канал связи любого источника с любым приёмником (после окончания переговоров соединение разрывается, а освободившийся канал используется для организации другого соединения); узлы и станции коммутации сообщений (КС), используемые в Э. тех видов, в которых допустима задержка (накопление) передаваемых сообщений во времени. Задержка бывает необходима при невозможности их немедленной передачи вызываемому абоненту из-за отсутствия в данный момент свободного канала либо занятости вызываемой абонентской установки. Узлы и станции КК, применяемые в Э. наиболее массовых видов - телефонной и телеграфной, - представляют собой телефонные станции (См. Телефонная станция) или телеграфные станции (См. Телеграфная станция),
а также телефонные или телеграфные узлы связи (См. Связь),
размещаемые в определённых пунктах телефонной сети (См. Телефонная сеть) или телеграфной сети (См. Телеграфная сеть). Станции и узлы КК различаются в зависимости от выполняемых ими функций и их расположения в сети. Например, в телефонной сети существуют такие автоматические телефонные станции (АТС), как сельские, городские, междугородные, а также различные коммутационные узлы: узлы автоматической коммутации, узлы входящих и исходящих сообщений и другие. Характерной особенностью узлов является то, что они связывают между собой различные АТС. Любая современная станция или узел КК содержит комплекс управляющих устройств, построенных на базе электромеханических или электронных приборов, и коммутационных устройств, которые под воздействием сигналов управления осуществляют соединение или разъединение соответствующих каналов (рис. 4
). В наиболее распространённых (1978) системах КК устройства управления строятся на основе электромеханического Реле ,
а коммутационные устройства - на основе многократных координатных соединителей (См. Многократный координатный соединитель). Такие станции и узлы называются координатными. Системы КС используются преимущественно в телеграфной связи и при передаче данных. Дополнительно к управляющим и коммутирующим устройствам в системах КС имеются устройства для накопления передаваемых сигналов. В процессе прохождения сигналов от передатчика к приемнику в системах КС осуществляются такие технологические операции с накапливаемыми сообщениями, как изменение порядка их следования к абонентам (с учётом возможных приоритетов, т. е. преимущественного права на передачу), приём сообщений по каналу одного типа (характеризующемуся одной скоростью передачи), а передача - по каналу другого типа (с др. скоростью) и ряд дополнительных операций в соответствии с заданным алгоритмом работы. В некоторых случаях могут создаваться комбинированные узлы КС и КК, позволяющие обеспечить наиболее благоприятные режимы передачи сообщений и использования сетей Э. Для развития современных коммутационных станций и узлов характерны тенденции использования в коммутационных устройствах быстродействующих миниатюрных герметизированных контактов (например, Геркон ов)
для реализации соединений, а для управления процессами соединений - специализированных ЭВМ. Коммутационные станции и узлы такого типа получили название квазиэлектронных. Введение ЭВМ позволяет предоставлять абонентам дополнительные услуги: возможность применения сокращённого (с меньшим кол-вом знаков) набора номеров наиболее часто вызываемых абонентов; установку аппаратов на «ожидание», если номер вызываемого абонента занят; переключение соединения с одного аппарата на другой и т. д. С внедрением систем передачи с временным разделением каналов намечается возможность перехода к чисто электронным (без механических контактов) станциям и узлам коммутации. В таких системах коммутируются непосредственно дискретные каналы (без преобразования дискретных сигналов в аналоговые). В результате происходит объединение (интеграция) процессов передачи и коммутации, что служит предпосылкой к созиданию интегральной сети связи, в которой сообщения всех видов передаются и коммутируются едиными методами. В СССР Э. развивается в рамках разработанной и планомерно внедряемой Единой автоматизированной сети связи (ЕЛСС). ЕАСС представляет собой комплекс технических средств связи, взаимодействующих посредством использования общей - «первичной» - сети каналов, на основе которой с помощью коммутационных станций и узлов и оконечных аппаратов создаются различные «вторичные» сети, обеспечивающие организацию Э. всех видов. Лит.:
Чистяков Н. И., Хлытчиев С. М., Малочинский О. М., Радиосвязь и вещание, 2 изд., М., 1968; Многоканальная связь, под ред. И. А. Аболица, М., 1971; Автоматическая коммутация и телефония, под ред. Г. Б. Метельского, ч. 1-2, М., 1968-69; Емельянов Г. А., Шварцман В. О., Передача дискретной информации и основы телеграфии, М., 1973; Румпф К. Г., Барабаны, телефон, транзисторы, пер. с нем., М., 1974; Лившиц Б. С., Мамонтова Н. П., Развитие систем автоматической коммутации каналов, М., 1976: Давыдов Г. Б., Рогинекий В. Н., Толчан А. Я., Сети электросвязи, М., 1977; Давыдов Г. Б., Электросвязь и научно-технический прогресс, М., 1978. Г. Б. Давыдов.
ежемесячный научно-технический журнал, орган министерства связи СССР и научно-технического общества радиотехники, электроники и связи им. А. С. Попова. Издаётся в Москве с 1933 (до 1938 выходил под названием «Научно-технический сборник по электросвязи»). Основные вопросы, освещаемые в журнале: радиосвязь, телефония, телеграфия и фототелеграфия, передача данных, телевидение, радиовещание, проводное вещание; многоканальная связь; автоматическая коммутация; аппаратура и оборудование систем связи; вопросы теории распространения электромагнитных колебаний, теории электрических цепей, теории информации и др. Тираж (1978) около 10 тыс. экз.
Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .
Загрузка...
